Cours de SVT – Terminale

La méiose est une succession de deux divisions cellulaires qui, à partir d'une cellule diploïde (2n), produit quatre cellules haploïdes (n) : les gamètes. Elle s'accompagne d'un brassage de l'information génétique (brassage interchromosomique et intrachromosomique par crossing-over). La fécondation réunit un gamète mâle et un gamète femelle et rétablit le nombre 2n de chromosomes. Alternance de…

16 chapitres + 6 sujets types · exercices corrigés et quiz dans l'application

Programme : les chapitres

Sujets types

• Sujet type BAC S2 n°1
• Sujet type BAC S2 n°2
• Sujet type BAC S2 n°3
• Sujet type BAC S1 n°1
• Sujet type BAC S1 n°2
• Sujet type BAC S1 n°3

Chapitre à lire gratuitement : Méiose et fécondation

1. Le caryotype et la notion de ploïdie

Le caryotype est la présentation ordonnée de tous les chromosomes d'une cellule en métaphase, classés par paires d'homologues (même taille, même position du centromère, mêmes gènes aux mêmes locus).

• Une cellule diploïde (2n) possède des paires de chromosomes homologues : un chromosome de chaque paire vient du père, l'autre de la mère.
• Une cellule haploïde (n) possède un seul chromosome de chaque paire.

Exemple : chez l'homme, 2n = 46 (22 paires d'autosomes + 1 paire de chromosomes sexuels XX ou XY) ; les gamètes ont n = 23. Chez la drosophile, 2n = 8 ; chez le pois, 2n = 14.

2. La mitose et la méiose : deux divisions différentes

La mitose donne deux cellules filles identiques à la cellule mère (2n → 2n). Elle assure la croissance et le renouvellement des tissus.

La méiose se déroule uniquement dans les cellules germinales des gonades (testicules, ovaires). Elle donne quatre cellules haploïdes génétiquement différentes.

Avant chaque division, la phase S de l'interphase réplique l'ADN : chaque chromosome passe d'une chromatide à deux chromatides. Il n'y a qu'une seule réplication pour les deux divisions de la méiose.

3. Les étapes de la méiose

Première division (division réductionnelle) :

• Prophase I : les chromosomes homologues s'apparient (bivalents) ; des échanges de fragments entre chromatides (crossing-over, ou enjambement) peuvent avoir lieu aux chiasmas.
• Métaphase I : les bivalents se placent de part et d'autre de l'équateur de la cellule.
• Anaphase I : les chromosomes homologues sont séparés et migrent vers les pôles (chaque chromosome garde ses deux chromatides).
• Télophase I : deux cellules haploïdes (n chromosomes à 2 chromatides).

Deuxième division (division équationnelle) :

• Elle ressemble à une mitose : à l'anaphase II, les chromatides de chaque chromosome se séparent.
• Résultat final : quatre cellules haploïdes à n chromosomes à une chromatide.

La quantité d'ADN suit : 2Q dans la cellule diploïde avant S, 4Q après réplication, 2Q après la première division, Q dans chaque gamète.

4. Le brassage génétique lors de la méiose

Brassage interchromosomique : à l'anaphase I, la répartition des chromosomes homologues de chaque paire de part et d'autre de l'équateur se fait au hasard et indépendamment d'une paire à l'autre. Pour n paires, il existe 2ⁿ combinaisons de gamètes. Chez l'homme : 2²³ = 8 388 608 gamètes différents possibles.

Brassage intrachromosomique : le crossing-over échange des fragments entre chromatides d'homologues et crée des chromosomes recombinés. Pour deux gènes liés (portés par le même chromosome), il produit des gamètes recombinés, en proportion d'autant plus faible que les gènes sont proches.

5. La fécondation

Définition : la fécondation est la fusion d'un gamète mâle (spermatozoïde) et d'un gamète femelle (ovocyte II) pour former une cellule-œuf ou zygote. Elle comporte la pénétration du spermatozoïde, la fusion des membranes puis la fusion des deux noyaux (caryogamie).

Elle rétablit la diploïdie : n + n = 2n. Le zygote reçoit n chromosomes du père et n de la mère. Le zygote se divise ensuite par mitoses pour donner l'embryon.

Le hasard de la rencontre des gamètes constitue un troisième brassage : avec 2²³ gamètes de chaque côté, on obtient (2²³)² ≈ 7 × 10¹³ zygotes possibles, sans compter le crossing-over.

6. Cycle de développement et stabilité de l'espèce

Chez l'homme, le cycle est diplophasique : la phase diploïde domine, la phase haploïde est réduite aux gamètes. L'alternance méiose – fécondation assure la constance du nombre de chromosomes de génération en génération, et la diversité génétique des individus, moteur de l'évolution. Chez certains champignons (Sordaria), le cycle est haplophasique : seule la cellule-œuf est diploïde et elle subit aussitôt la méiose.

7. Anomalies de la méiose

La non-disjonction est la mauvaise séparation de chromosomes homologues (anaphase I) ou de chromatides (anaphase II). Elle donne des gamètes à n + 1 ou n − 1 chromosomes. Exemple : la trisomie 21 (47 chromosomes, trois chromosomes 21) résulte de la fécondation d'un gamète n + 1 par un gamète normal. Sa fréquence augmente avec l'âge maternel.

8. Méthode pour le BAC

• Toujours préciser l'état des chromosomes : nombre, une ou deux chromatides.
• Pour comparer mitose et méiose, raisonner sur l'anaphase : séparation des chromatides (mitose, anaphase II) ou des homologues (anaphase I).
• Pour un brassage, écrire les génotypes des cellules mères puis tous les gamètes possibles.
• Un schéma légendé de la méiose (cellule 2n = 4) vaut mieux qu'un long texte.