À propos de cette page
Ce cours de svt (2nde) en seconde sur « La transmission de l'information génétique » suit le programme officiel de svt (2nde) de seconde. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : L'ADN, support de l'information génétique, Le caryotype humain, La réplication de l'ADN, La mitose : division cellulaire à l'identique. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de seconde à réussir en svt (2nde).
Au programme
1 · L'ADN, support de l'information génétique
2 · Le caryotype humain
3 · La réplication de l'ADN
4 · La mitose : division cellulaire à l'identique
5 · La méiose : production de cellules reproductrices
6 · Fécondation et stabilité du caryotype
7 · Les mutations et leurs conséquences
1L'ADN, support de l'information génétique
L'information génétique est l'ensemble des instructions qui permettent à un organisme de se construire et de fonctionner. Elle est portée par une molécule chimique : l'ADN (acide désoxyribonucléique).
Définition — ADN. L'ADN est une molécule en double hélice constituée de deux brins complémentaires. Chaque brin est une chaîne de nucléotides, chacun composé d'un sucre (désoxyribose), d'un groupement phosphate et d'une base azotée (A, T, C ou G). Les bases s'apparient toujours selon la règle : A–T et C–G.
L'ADN est organisé en chromosomes dans le noyau de la cellule. Un chromosome est constitué d'une longue molécule d'ADN enroulée autour de protéines (les histones). Chez l'être humain, chaque cellule somatique contient 46 chromosomes (23 paires).
Exemple. La molécule d'ADN humaine mesure environ 2 mètres de long si on déroulait les 46 chromosomes d'une seule cellule. Elle contient environ 3 milliards de paires de bases.
Un gène est une portion d'ADN portant l'information nécessaire à la synthèse d'une protéine. L'ensemble des gènes d'un individu constitue son génome.
2Le caryotype humain
Le caryotype est la représentation ordonnée de l'ensemble des chromosomes d'une cellule, photographiés en métaphase (lorsqu'ils sont les plus condensés), puis classés par paires selon leur taille, leur forme et la position de leur centromère.
Définition — Caryotype humain. Le caryotype humain normal comporte :
- 46 chromosomes organisés en 23 paires
- 22 paires d'autosomes (chromosomes non sexuels), identiques chez l'homme et la femme
- 1 paire de chromosomes sexuels : XX chez la femme, XY chez l'homme
Les deux chromosomes d'une même paire sont appelés chromosomes homologues : ils ont la même taille, la même forme et portent les mêmes gènes (mais pas forcément les mêmes allèles). Chaque individu hérite d'un chromosome de chaque paire de sa mère et d'un autre de son père.
| Terme | Signification |
|---|
| Cellule diploïde (2n) | Possède 2 exemplaires de chaque chromosome (chez l'humain : 2n = 46) |
| Cellule haploïde (n) | Possède 1 seul exemplaire de chaque chromosome (chez l'humain : n = 23) |
| Formule chromosomique | Notation : 2n = 46 pour les cellules somatiques humaines |
Attention ! Une anomalie du nombre de chromosomes (ex. : trisomie 21 avec 47 chromosomes au lieu de 46) peut être détectée par analyse du caryotype. Ce n'est pas la même chose qu'une mutation (modification de la séquence d'ADN).
3La réplication de l'ADN
Avant toute division cellulaire, l'ADN doit être copié à l'identique afin que chaque cellule fille reçoive une information génétique complète. Ce processus s'appelle la réplication.
Définition — Réplication de l'ADN. La réplication est la copie semi-conservative de l'ADN : la double hélice se déroule, chaque brin sert de matrice pour la synthèse d'un nouveau brin complémentaire. On obtient ainsi 2 molécules filles, chacune composée d'un brin parental et d'un brin néoformé.
La réplication est dite semi-conservative car chaque molécule fille conserve un brin de la molécule mère :
- Les liaisons hydrogène entre les bases complémentaires se rompent.
- Chaque brin sert de moule.
- L'enzyme ADN polymérase assemble les nouveaux nucléotides en respectant la complémentarité (A–T, C–G).
Exemple. Si le brin matrice est 5'-ATTCGG-3', le nouveau brin synthétisé sera 3'-TAAGCC-5', en respectant les appariements A-T et C-G.
Astuce. Retenez la règle des appariements : A s'associe toujours à T, et C s'associe toujours à G. Cette complémentarité garantit la fidélité de la copie.
4La mitose : division cellulaire à l'identique
La mitose est la division cellulaire qui permet la croissance, le renouvellement des tissus et la reproduction asexuée. Elle produit deux cellules filles génétiquement identiques à la cellule mère.
Définition — Mitose. La mitose est une division du noyau (caryocinèse) suivie d'une division du cytoplasme (cytocinèse), qui aboutit à deux cellules filles diploïdes (2n = 46 chez l'humain), génétiquement identiques entre elles et à la cellule mère.
Le déroulement de la mitose comprend 4 phases principales, précédées d'une interphase (phase de préparation avec réplication de l'ADN) :
| Phase | Événements principaux |
|---|
| Prophase | Condensation des chromosomes (chaque chromosome est formé de 2 chromatides reliées par un centromère) |
| Métaphase | Alignement des chromosomes au centre de la cellule (plaque équatoriale) |
| Anaphase | Séparation des chromatides sœurs et migration vers les pôles opposés |
| Télophase | Décondensation des chromosomes, formation de 2 noyaux filles, puis division du cytoplasme |
Attention ! À la fin de la mitose, chaque cellule fille possède le même nombre de chromosomes que la cellule mère (2n = 46). La mitose conserve le patrimoine génétique.
5La méiose : production de cellules reproductrices
La méiose est une division cellulaire particulière qui se déroule dans les organes reproducteurs (testicules et ovaires). Elle produit les gamètes (spermatozoïdes et ovules), qui sont des cellules haploïdes (n = 23 chromosomes).
Définition — Méiose. La méiose est constituée de deux divisions successives (méiose I et méiose II) à partir d'une cellule diploïde (2n = 46), aboutissant à 4 cellules filles haploïdes (n = 23) génétiquement différentes les unes des autres.
Les deux divisions de la méiose :
- Méiose I (division réductionnelle) : séparation des chromosomes homologues → 2 cellules à n = 23 chromosomes à 2 chromatides.
- Méiose II (division équationnelle) : séparation des chromatides → 4 cellules à n = 23 chromosomes simples.
Exemple. Une cellule mère de l'ovaire (2n = 46) subit la méiose pour produire 1 ovocyte fonctionnel (n = 23) et 3 globules polaires non fonctionnels.
Astuce — moyen mnémotechnique. Pour retenir la différence : Mitose = Multiplication des cellules (2n → 2n) ; Méiose = Moitié du nombre de chromosomes (2n → n).
6Fécondation et stabilité du caryotype
La fécondation est la fusion d'un gamète mâle (spermatozoïde, n = 23) et d'un gamète femelle (ovule, n = 23) pour former un zygote diploïde (2n = 46).
Définition — Fécondation. La fécondation rétablit la diploïdie : $n + n = 2n$. Elle garantit la constance du nombre de chromosomes au sein de l'espèce d'une génération à l'autre.
La méiose et la fécondation jouent des rôles complémentaires dans le maintien du caryotype :
| Processus | Effet sur le nombre de chromosomes |
|---|
| Mitose | 2n → 2n (conservation) |
| Méiose | 2n → n (réduction de moitié) |
| Fécondation | n + n → 2n (rétablissement) |
Sans méiose, la fécondation doublerait le nombre de chromosomes à chaque génération. L'alternance méiose–fécondation assure la stabilité du caryotype de génération en génération.
7Les mutations et leurs conséquences
Une mutation est une modification accidentelle et transmissible de la séquence nucléotidique de l'ADN. Les mutations sont la source de la variabilité génétique entre individus.
Définition — Mutation. Une mutation est un changement permanent de la séquence d'ADN. Elle peut être :
- une substitution (remplacement d'une base par une autre)
- une délétion (perte d'un ou plusieurs nucléotides)
- une insertion (ajout d'un ou plusieurs nucléotides)
Les causes des mutations peuvent être spontanées (erreur lors de la réplication) ou induites par des agents mutagènes (rayons UV, rayonnements ionisants, certains produits chimiques).
Les conséquences des mutations dépendent de leur nature et de leur localisation :
| Type de conséquence | Exemple |
|---|
| Mutation neutre | Pas de changement de protéine (synonyme) ou région non codante |
| Mutation bénéfique | Rare ; peut conférer un avantage (ex. : résistance à un pathogène) |
| Mutation délétère | Altère la protéine → maladie génétique (ex. : mucoviscidose) |
Attention ! Une mutation dans une cellule somatique (non reproductrice) n'est pas transmise à la descendance. Seules les mutations dans les gamètes ou la cellule œuf sont héréditaires.
★À retenir
En bref :
• L'ADN (double hélice, bases A–T et C–G) est le support de l'information génétique, organisé en chromosomes dans le noyau.
• Le caryotype humain : 2n = 46 chromosomes (22 paires d'autosomes + 1 paire de chromosomes sexuels).
• La réplication est une copie semi-conservative de l'ADN, indispensable avant toute division cellulaire.
• La mitose : 1 cellule (2n) → 2 cellules filles identiques (2n) — croissance et renouvellement.
• La méiose : 1 cellule (2n) → 4 cellules filles différentes (n) — fabrication des gamètes.
• L'alternance méiose / fécondation maintient le caryotype constant (2n = 46) à chaque génération.
• Une mutation est une modification de la séquence d'ADN, source de variabilité génétique ; seules les mutations des gamètes sont héréditaires.