Fiche de Révision : Origine du Génotype des Individus

Niveau Terminale - Advanced

Introduction

Le génotype d’un individu correspond à l’ensemble des gènes qu’il possède, c’est-à-dire la composition génétique héritée de ses parents. Comprendre l’origine du génotype est fondamental pour saisir les mécanismes de la transmission héréditaire, la diversité génétique et l’évolution des populations. Cette fiche détaille les processus biologiques qui expliquent comment le génotype des individus se forme, en insistant sur la méiose, la fécondation, les mutations et la recombinaison génétique.

1. Définitions clés

Génotype : Ensemble des allèles (versions d’un gène) présents dans les cellules d’un individu.

Phénotype : Ensemble des caractères observables d’un individu, résultant de l’expression du génotype et de l’influence de l’environnement.

Allèle : Version différente d’un même gène, pouvant entraîner des variations dans un caractère.

Méiose : Processus de division cellulaire qui produit des cellules reproductrices (gamètes) avec la moitié du nombre de chromosomes.

Fécondation : Fusion de deux gamètes (spermatozoïde et ovule) pour former une cellule-œuf (zygote) diploïde.

Mutation : Modification spontanée ou induite de la séquence d’ADN, source de nouveauté génétique.

2. La formation du génotype : la méiose

La méiose est un processus clé qui permet la formation des gamètes (cellules reproductrices) avec un nombre haploïde de chromosomes (n), c’est-à-dire la moitié du nombre total (2n) présent dans les cellules somatiques.

Étapes principales de la méiose

• Phase 1 : Méiose I (division réductionnelle)

  • Les chromosomes homologues (paires de chromosomes similaires, un de chaque parent) s’apparient.
  • Échange de matériel génétique entre chromosomes homologues par crossing-over (recombinaison génétique).
  • Séparation des chromosomes homologues dans deux cellules filles.

• Phase 2 : Méiose II (division équationnelle)

  • Séparation des chromatides sœurs dans chaque cellule fille.
  • Résultat : 4 cellules haploïdes génétiquement différentes.

[Diagramme]

Importance de la méiose dans l’origine du génotype

• Réduction du nombre de chromosomes pour maintenir la stabilité génétique d’une espèce.
• Diversité génétique grâce au crossing-over et à la répartition aléatoire des chromosomes homologues (assortiment indépendant).

3. La fécondation : union des gamètes

La fécondation est la fusion de deux gamètes haploïdes (n) pour former un zygote diploïde (2n). Ce processus réunit les allèles maternels et paternels, créant un génotype unique.

Conséquences de la fécondation

• Reconstitution du nombre diploïde de chromosomes.
• Combinaison aléatoire des allèles des deux parents, augmentant la diversité génétique.
• Départ du développement embryonnaire avec un génotype propre.

[Diagramme]

4. Les sources de diversité génétique

4.1. Le brassage interchromosomique (assortiment indépendant)

Lors de la méiose I, la répartition des chromosomes homologues dans les cellules filles est aléatoire. Chaque gamète reçoit un mélange unique de chromosomes maternels et paternels.

4.2. Le brassage intrachromosomique (crossing-over)

Pendant la prophase I de la méiose, les chromosomes homologues s’apparient et échangent des segments d’ADN. Cela crée de nouvelles combinaisons d’allèles sur un même chromosome.

4.3. Les mutations

Les mutations sont des modifications ponctuelles ou plus larges de la séquence d’ADN. Elles peuvent être :

• Spontanées (erreurs de réplication, agents mutagènes naturels).
• Induites (exposition à des radiations, produits chimiques).

Elles sont la source première de nouveaux allèles et donc de la variation génétique à long terme.

5. Synthèse des mécanismes à l’origine du génotype

[Diagramme]

• La méiose produit des gamètes haploïdes avec un brassage génétique (crossing-over + assortiment indépendant).
• La fécondation réunit deux gamètes haploïdes pour former un zygote diploïde avec un génotype unique.
• Les mutations introduisent de nouvelles variations génétiques dans la population.

6. Exemple concret : la couleur des yeux chez l’humain

• Le gène de la couleur des yeux possède plusieurs allèles (ex : allèle brun dominant, allèle bleu récessif).
• Chaque parent transmet un allèle à son enfant via ses gamètes.
• La combinaison des allèles détermine le génotype de l’enfant (ex : Bb, BB, bb).
• Le phénotype (couleur des yeux) dépend de ce génotype.

7. Tableau récapitulatif des mécanismes

Synthèse finale

L’origine du génotype des individus repose sur un ensemble de mécanismes biologiques complémentaires :

• La méiose assure la production de gamètes haploïdes avec un brassage génétique important (crossing-over et assortiment indépendant).
• La fécondation fusionne ces gamètes pour créer un zygote diploïde au génotype unique.
• Les mutations introduisent de la nouveauté génétique, essentielle à l’évolution des populations.

Ces processus garantissent la diversité génétique, base de la variabilité des caractères et de l’adaptation des espèces.

Cette fiche vous permet de comprendre en profondeur comment se forme le génotype des individus, en intégrant les notions de génétique, de biologie cellulaire et d’évolution.