Fiche de révision : Reproduction et variation du vivant

📋 Plan du Cours

1. Reproduction conforme et mutations
2. Division cellulaire et multiplication végétative
3. Transfert horizontal des gènes
4. Reproduction sexuée et brassage génétique
5. Cycles et stratégies reproductives

📖 1. Reproduction conforme et mutations

🔑 Notions clés & Définitions

• Reproduction conforme : Production à partir d’un individu d’individus génétiquement identiques, ou clones, sauf en cas de mutations rares.
• Mutation : Changement de la séquence de l’ADN, notamment par délétion, substitution ou insertion d’un nucléotide, ou par délétion ou insertion d’un fragment d’ADN d’au moins 2 pb.

📝 Points essentiels

• La réplication de l’ADN est semi-conservative : chaque molécule fille conserve un brin parental et reçoit un brin nouvellement synthétisé.

• Une grande partie des mutations est naturellement corrigée, et la fréquence des mutations non corrigées est de l’ordre de 10⁻⁹ à 10⁻⁶ par nucléotide répliqué dans chaque cellule.

• L’absence de variation génétique dans une population issue de multiplication végétative peut la rendre vulnérable à une nouvelle contrainte environnementale.

💡 Astuce mémo

Conforme conserve le génome ; mutation le modifie.

📖 2. Division cellulaire et multiplication végétative

🔑 Notions clés & Définitions

• Parthénogenèse : Développement d’un embryon à partir d’un ovule non fécondé.
• Scissiparité : Séparation d’un organisme en deux parties viables.

★ À maîtriser

• Chez les bactéries, l’anneau Z se forme puis sépare les génomes fils et les cellules filles par constriction, totale chez Escherichia coli ou partielle chez Bacillus subtilis.

Compléments

• Le cycle cellulaire eucaryote comprend une interphase d’environ 15 à 20 heures, une phase M d’environ 1 heure et une cytokinèse.

• L’interphase comprend les phases G1, S et G2, et la phase S correspond à la réplication de l’ADN.

• La mitose comprend les phases suivantes :

  • la prophase
  • la métaphase
  • l’anaphase
  • la télophase

• Presque tous les ormes anglais étaient des clones issus du bouturage répété d’un même individu, ce qui a favorisé la propagation rapide de la graphiose au XXe siècle. - Nature, 2004

📖 3. Transfert horizontal des gènes

🔑 Notions clés & Définitions

• Transfert horizontal de gènes : Échange d’ADN entre une cellule donneuse et une cellule receveuse, suivi de la transmission verticale de cet ADN à la descendance de la cellule receveuse.

★ À maîtriser

• Les trois mécanismes de transfert horizontal de gènes sont :
  • la transformation
  • la conjugaison
  • la transduction

Compléments

• Le transfert horizontal de gènes concerne généralement un fragment d’ADN et provoque un brassage génétique partiel.

• L’ADN exogène transféré peut ensuite être intégré au génome de la cellule hôte.

💡 Astuce mémo

Transformation, conjugaison, transduction : trois voies d’entrée d’ADN.

📖 4. Reproduction sexuée et brassage génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Reproduction sexuée : Production d’une descendance par transmission verticale et brassage génétique total grâce à la méiose et à l’appariement de partenaires ou de gamètes compatibles.
• Homozygotie et hétérozygotie : Pour un gène, deux allèles identiques définissent un état homozygote et deux allèles légèrement différents définissent un état hétérozygote.

★ À maîtriser

• La reproduction sexuée comprend la méiose, qui produit des cellules haploïdes, puis la fécondation, qui fusionne des cellules haploïdes compatibles et forme un zygote diploïde.

• La méiose produit quatre cellules haploïdes à partir d’une cellule dont l’ADN a préalablement été répliqué.

Compléments

• Chez les eucaryotes, le génome nucléaire est réparti en n chromosomes différents, chacun présent sous forme d’une paire de chromosomes homologues dans les cellules diploïdes.

• La recombinaison interchromosomique résulte de la disposition aléatoire des paires de chromosomes homologues en métaphase I et produit différentes combinaisons chromosomiques dans les gamètes.

• La recombinaison intrachromosomique, ou enjambement (crossing-over), échange des segments entre chromosomes homologues et peut créer de nouvelles combinaisons d’allèles.

• La réunion aléatoire de deux génomes haploïdes lors de la fécondation contribue à la diversité génétique de la descendance.

💡 Astuce mémo

Méiose, recombinaisons, fécondation : le brassage se construit en trois temps.

📖 5. Cycles et stratégies reproductives

★ À maîtriser

📌 Les cycles eucaryotes alternent phases haploïde et diploïde, mais l’importance de chacune varie selon les taxons : le cycle est diplophasique chez les animaux, majoritairement diplophasique chez les plantes et majoritairement haplophasique chez les champignons.

• La reproduction sexuée des mammifères produit de la variation génétique mais peu de descendants par individu, tandis que la multiplication végétative des bactéries produit une descendance nombreuse mais peu variée génétiquement.

Compléments

• Les formes de survie ou de résistance citées sont :

  • les spores
  • les graines
  • l’hibernation

• Les mammifères produisent une descendance depuis au moins 100 millions d’années et que les bactéries le font depuis 3,6 milliards d’années.

• Une bactérie ou une archée typique se reproduit par multiplication végétative, et ses variants génétiques apparaissent par mutations spontanées ou recombinaisons partielles dues au transfert horizontal de gènes.

💡 Astuce mémo

Nombreux descendants peu variés chez les bactéries ; moins nombreux et variés chez les mammifères.