Problème — Méiose, fécondation et constance du caryotype chez le lapin

Application directe du cours · niveau 1 (application) · SVT (terminale), chapitre 1 — Brassage génétique et diversité des individus

Énoncé

Problème — Méiose, fécondation et constance du caryotype chez le lapin.

Chez le lapin, les cellules du corps possèdent $44$ chromosomes. On a mesuré, dans différentes cellules de cet animal, le nombre de chromosomes et la quantité d'ADN. Cette dernière est exprimée en unités arbitraires (u.a.), une unité correspondant à la quantité d'ADN d'un spermatozoïde.

Cellule observée	Nombre de chromosomes	Quantité d'ADN (u.a.)
Cellule de la peau (phase G1)	44	2
Spermatocyte I, avant la division I	44	4
Spermatocyte II, avant la division II	22	2
Spermatozoïde	22	1
Ovule	22	1
Cellule-œuf	44	2

Question 1. Classer ces cellules en cellules diploïdes et cellules haploïdes.

Question 2. Entre quelles cellules du tableau se situe la première division de méiose ? Et la seconde ? Justifier en utilisant les deux colonnes de mesures.

Question 3. La cellule de la peau et le spermatocyte II contiennent la même quantité d'ADN ( $2$ u.a.) mais pas le même nombre de chromosomes. Expliquer.

Question 4. Quel mécanisme fait passer du spermatozoïde et de l'ovule à la cellule-œuf ? Comment le nombre de chromosomes varie-t-il alors ?

Question 5. Expliquer comment l'alternance des deux mécanismes précédents maintient $44$ chromosomes dans les cellules du lapin à chaque génération.

Corrigé

Question 1. Les cellules à $44$ chromosomes sont diploïdes ( $2 n = 44$ ) : la cellule de la peau, le spermatocyte I et la cellule-œuf. Les cellules à $22$ chromosomes sont haploïdes ( $n = 22$ ) : le spermatocyte II, le spermatozoïde et l'ovule.

Question 2. La première division se situe entre le spermatocyte I ( $44$ chromosomes, $4$ u.a.) et le spermatocyte II ( $22$ chromosomes, $2$ u.a.) : le nombre de chromosomes et la quantité d'ADN sont divisés par deux, car les chromosomes homologues se séparent. La seconde division se situe entre le spermatocyte II ( $22$ chromosomes, $2$ u.a.) et le spermatozoïde ( $22$ chromosomes, $1$ u.a.) : seule la quantité d'ADN est divisée par deux, le nombre de chromosomes ne change pas, car ce sont les deux chromatides de chaque chromosome qui se séparent.

Question 3. La cellule de la peau possède $44$ chromosomes à une chromatide, soit $44$ chromatides. Le spermatocyte II possède $22$ chromosomes à deux chromatides, soit également $44$ chromatides. Les deux cellules contiennent donc la même quantité d'ADN, bien qu'elles n'aient ni le même nombre de chromosomes ni le même état de diploïdie : la quantité d'ADN se compte en chromatides, pas en chromosomes.

Question 4. C'est la fécondation, fusion du spermatozoïde et de l'ovule. Deux lots de $22$ chromosomes sont réunis : $22 + 22 = 44$ . Le nombre de chromosomes est doublé et la cellule-œuf redevient diploïde ( $2$ u.a.).

Question 5. La méiose divise par deux le nombre de chromosomes ( $44 \to 22$ ) lors de la formation des gamètes ; la fécondation le double ( $22 + 22 \to 44$ ). Ces deux mécanismes sont donc antagonistes et complémentaires : leur alternance à chaque cycle de reproduction ramène toujours les cellules du nouvel individu à $44$ chromosomes. C'est ce qui assure la stabilité du caryotype de l'espèce d'une génération à la suivante.

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