Rappels du 2e degré : cellule, hérédité et écosystèmes

Cellule, noyau et ADN

Dans une cellule eucaryote, le noyau contient l'essentiel de l'ADN. La membrane plasmique sépare la cellule de son milieu et contrôle les échanges. Le cytoplasme contient notamment les organites qui assurent son fonctionnement.

Un chromosome est constitué d'ADN associé à des protéines. Un gène est une portion d'ADN ; ses versions sont appelées allèles. Après réplication, un chromosome possède deux chromatides sœurs, mais on le compte encore comme un seul chromosome tant qu'elles restent réunies.

À retenir

Chromosome et chromatide

Compter les centromères pour compter les chromosomes ; distinguer ce nombre de la quantité d'ADN.

Méthode

1. Repérer si la cellule est eucaryote ou procaryote avant de placer son ADN.
2. Distinguer cellule, noyau, chromosome, ADN et gène en allant du plus grand au plus petit.
3. Pour une division, préciser si l'ADN a déjà été répliqué et si les chromatides sont séparées.

Points à surveiller

• Les bactéries ont de l'ADN, même si elles ne possèdent pas de noyau délimité par une membrane.
• La réplication double la quantité d'ADN, pas immédiatement le nombre de chromosomes.

Reproduction sexuée : méiose et fécondation

La méiose forme des cellules haploïdes à partir d'une cellule diploïde : elles ne possèdent qu'un exemplaire de chaque paire de chromosomes. La fécondation réunit deux gamètes et rétablit le nombre diploïde.

Les chromosomes homologues se séparent lors de la première division de méiose, puis les chromatides sœurs lors de la seconde. Le brassage des chromosomes et les échanges entre chromatides contribuent à la diversité génétique des gamètes.

À retenir

Haploïde et diploïde

n désigne un exemplaire de chaque chromosome ; 2n désigne deux exemplaires, en paires homologues.

Méthode

1. Noter le nombre de chromosomes de la cellule de départ et préciser n ou 2n.
2. Suivre d'abord les paires homologues, puis les chromatides sœurs.
3. Vérifier que la réunion des deux gamètes rétablit le nombre de chromosomes de l'espèce.

Points à surveiller

• La méiose comporte deux divisions après une seule réplication de l'ADN.
• Deux chromosomes homologues portent les mêmes types de gènes, mais pas nécessairement les mêmes allèles.

Monohybridisme : les lois de Mendel

Un croisement monohybride suit un seul gène. Dans le modèle mendélien simple, un individu diploïde possède deux allèles de ce gène et transmet un seul de ces allèles dans chaque gamète.

Si A est complètement dominant sur a, les génotypes AA et Aa ont le même phénotype dominant. Le génotype aa donne le phénotype récessif. Ce modèle suppose notamment une ségrégation normale des allèles ; toutes les caractéristiques biologiques ne suivent pas cette dominance simple.

À retenir

Génotype et phénotype

Le génotype indique les allèles ; le phénotype décrit le caractère observable.

Méthode

1. Écrire les génotypes des parents avec des lettres définies dans l'énoncé.
2. Lister les gamètes possibles et leurs probabilités pour chaque parent.
3. Croiser les gamètes, puis regrouper les génotypes selon le phénotype demandé.

Points à surveiller

• Une proportion attendue est une probabilité ; une petite descendance ne respecte pas forcément exactement le rapport prévu.
• Dominant ne signifie ni plus fréquent dans la population ni plus avantageux.

Écosystèmes : réseaux trophiques et transferts

Un réseau trophique relie les organismes par leurs relations alimentaires. Une flèche allant de la plante vers le lapin représente le transfert de matière et d'énergie de l'aliment vers son consommateur.

La matière circule entre organismes et milieu, notamment grâce aux décomposeurs. L'énergie entre dans le réseau, souvent par la lumière captée par les producteurs, puis une partie est dissipée sous forme de chaleur à chaque transfert. Elle ne se recycle pas comme la matière.

À retenir

Niveaux trophiques

Producteurs, consommateurs et décomposeurs décrivent des rôles ; un organisme peut occuper plusieurs niveaux selon son alimentation.

Méthode

1. Lire le sens des flèches et identifier ce que mange chaque organisme.
2. Repérer les producteurs et les chemins qui mènent aux consommateurs.
3. Séparer les transferts de matière du bilan d'énergie, sans imposer un rendement identique à tous les réseaux.

Points à surveiller

• Une flèche trophique pointe vers l'organisme qui reçoit la matière, pas vers celui qui est mangé.
• Les décomposeurs interviennent sur les restes de plusieurs niveaux trophiques, pas seulement en bout d'une chaîne.

Exercice 1

Une cellule humaine possède 46 chromosomes avant la réplication. Combien en possède-t-elle juste après, et combien de chromatides compte-t-on alors ?

Exercice 2

Une bactérie possède de l'ADN mais pas de noyau. Cette observation contredit-elle le fait que les êtres vivants utilisent une information génétique ? Explique.

Exercice 3

Chez une espèce dont les cellules diploïdes possèdent 12 chromosomes, combien un gamète normal en possède-t-il ?

Exercice 4

Une cellule à 2n = 8 entre en méiose. Décris la séparation des chromosomes lors de chacune des deux divisions et le nombre final de chromosomes par cellule.

Exercice 5

On croise Aa avec Aa, avec dominance complète de A. Quelle est la probabilité d'obtenir un descendant aa ? Donne une fraction.

Exercice 6

Pour un gène à deux allèles, A est complètement dominant sur a. Un individu au phénotype dominant est croisé avec aa. La descendance comporte des individus au phénotype récessif. Quel est le génotype du premier parent ? Justifie.

Exercice 7

Dans un modèle simplifié, 10 % de l'énergie d'un niveau passe au suivant. Les producteurs stockent 20 000 kJ. Combien atteignent les consommateurs secondaires ?

Exercice 8

Dans un réseau herbe → lapin → renard, explique pourquoi la diminution des renards peut modifier l'abondance de l'herbe. Indique une limite de cette prévision.