Exercice 1 — Vocabulaire de la reproduction sexuée
1. Définition de la méiose :
La méiose est une division cellulaire spéciale qui réduit le nombre de chromosomes de moitié : à partir d'une cellule diploïde (2n = 46 chromosomes), elle produit 4 cellules haploïdes (n = 23 chromosomes), qui sont les gamètes.
Elle comprend deux divisions successives : une division réductionnelle (séparation des chromosomes homologues) puis une division équationnelle (comme une mitose).
- Chez l'homme : la méiose a lieu dans les testicules (pour former les spermatozoïdes).
- Chez la femme : la méiose a lieu dans les ovaires (pour former les ovules).
2. Cellule diploïde / cellule haploïde :- Une cellule diploïde (2n) possède deux exemplaires de chaque chromosome (groupés en paires de chromosomes homologues). Exemple chez l'humain : une cellule musculaire, une cellule de peau — elles contiennent 2n = 46 chromosomes.
- Une cellule haploïde (n) ne possède qu'un seul exemplaire de chaque chromosome. Exemple chez l'humain : un spermatozoïde ou un ovule — ils contiennent n = 23 chromosomes.
Exercice 2 — Les chromosomes humains
1. Nombre de chromosomes dans une cellule hépatique :
Une cellule hépatique (du foie) est une cellule somatique (non reproductrice) : elle contient 2n = 46 chromosomes.
2. Nombre de chromosomes dans un spermatozoïde :
Un spermatozoïde contient n = 23 chromosomes.
Ce nombre est obtenu grâce à la méiose : lors de cette division cellulaire, le nombre de chromosomes est divisé par deux (46 ÷ 2 = 23). Ainsi, le spermatozoïde est une cellule haploïde.
3. Formule chromosomique des chromosomes sexuels :
- Chez un homme : la formule des chromosomes sexuels est XY (un chromosome X et un chromosome Y).
- Chez une femme : la formule des chromosomes sexuels est XX (deux chromosomes X).
Exercice 3 — La fécondation
1. Étapes de la fécondation chez l'être humain :
- Un spermatozoïde (gamète mâle, n = 23 chromosomes) pénètre dans un ovule (gamète femelle, n = 23 chromosomes) dans les trompes de Fallope.
- Les noyaux des deux gamètes fusionnent : c'est la fécondation.
- Cette fusion forme un œuf (ou zygote), cellule diploïde contenant 2n = 46 chromosomes, qui est la première cellule du nouvel individu.
2. Fécondation interne vs fécondation externe :- Fécondation interne : la fusion des gamètes a lieu à l'intérieur du corps de la femelle. Exemple : les mammifères (chien, cheval, être humain) ou les oiseaux.
- Fécondation externe : les gamètes mâles et femelles sont libérés dans le milieu extérieur (généralement l'eau) où la fécondation a lieu. Exemple : la grenouille ou les poissons (truite, carpe).
3. Devenir de l'œuf après la fécondation :L'œuf se divise par
mitoses successives pour former un
embryon, puis un fœtus, et enfin un individu adulte (2n = 46 chromosomes dans toutes ses cellules).
Exercice 4 — La reproduction sexuée chez les plantes
1. Organes reproducteurs de la fleur et gamètes produits :
- Les étamines sont les organes mâles de la fleur. Elles produisent le grain de pollen, qui est le gamète mâle (ou qui le contient).
- Le pistil (et plus précisément l'ovaire, partie basale du pistil) est l'organe femelle de la fleur. Il contient les ovules, qui sont les gamètes femelles.
2. La pollinisation :La
pollinisation est le transport des grains de pollen depuis les étamines (organe mâle) jusqu'au pistil (organe femelle) d'une fleur de la même espèce.
Deux agents pollinisateurs :
- Les insectes (abeilles, papillons) — pollinisation entomophile
- Le vent — pollinisation anémophile
Exercice 5 — La diversité génétique
1. La reproduction sexuée et la diversité génétique :
La reproduction sexuée est à l'origine de la diversité génétique car elle repose sur deux mécanismes :
- Le brassage génétique lors de la méiose : pendant la méiose, les chromosomes homologues se séparent de manière aléatoire. Chaque gamète reçoit donc une combinaison unique de chromosomes. Les gamètes d'un même individu sont tous différents.
- La fécondation aléatoire : parmi des millions de spermatozoïdes, l'un d'eux féconde l'ovule au hasard. La combinaison gamète mâle / gamète femelle est donc unique à chaque fécondation.
Ces deux mécanismes font que chaque individu issu de la reproduction sexuée est
génétiquement unique.
2. Vrais jumeaux vs faux jumeaux :- Les vrais jumeaux (monozygotes) proviennent d'un seul et même œuf (une seule fécondation) qui s'est divisé en deux au tout début du développement. Ils ont donc exactement le même patrimoine génétique.
- Les faux jumeaux (dizygotes) proviennent de deux œufs différents, issus de deux fécondations distinctes (deux spermatozoïdes différents ont fécondé deux ovules différents). Ils ont des patrimoines génétiques différents (comme deux frères et sœurs ordinaires).
Conclusion : les vrais jumeaux ont le
même patrimoine génétique, contrairement aux faux jumeaux qui sont génétiquement différents.