Le programme génétique : ADN et chromosomes
Troisième · SVT · Le vivant et son évolution
Le vivant et son évolution
Chromosomes, caryotype et molécule d'ADN
Pourquoi as-tu les yeux d'une certaine couleur, un groupe sanguin précis, une taille d'adulte plutôt qu'une autre ? Une grande partie de la réponse tient dans une molécule enroulée au cœur de chacune de tes cellules : l'ADN. Ce chapitre t'explique où il se trouve, comment on l'observe et comment il dirige la fabrication de ton corps.
Où est rangée l'information génétique ?
Toutes les cellules de ton corps possèdent un noyau (sauf les globules rouges, qui le perdent en se formant). C'est dans ce noyau que se trouve l'information génétique, portée par les chromosomes.
En temps normal, les chromosomes sont sous forme de longs filaments emmêlés, invisibles au microscope. Ils ne deviennent bien visibles, courts et épais, qu'au moment où la cellule se divise : c'est le seul moment où l'on peut les photographier et les compter.
Dans l'espèce humaine, chaque cellule du corps contient 46 chromosomes, c'est-à-dire 23 paires. Dans une paire, les deux chromosomes ont la même taille et la même forme : on dit qu'ils sont semblables. L'un vient du père, l'autre de la mère.
Les 22 premières paires sont identiques chez les filles et chez les garçons. La 23e paire est celle des chromosomes sexuels : XX chez une fille, XY chez un garçon.
| Caryotype observé | Nombre total de chromosomes | Interprétation |
|---|---|---|
| 23 paires, dont XX | 46 | Individu de sexe féminin, caryotype habituel |
| 23 paires, dont XY | 46 | Individu de sexe masculin, caryotype habituel |
| 3 chromosomes sur la paire 21 | 47 | Trisomie 21 : un chromosome 21 surnuméraire |
| Un seul chromosome X, pas de Y | 45 | Monosomie X : il manque un chromosome sexuel |
L'ADN, le support de l'information
Chaque chromosome est fait d'une seule et même molécule : l'ADN (acide désoxyribonucléique). Cette molécule a la forme d'une double hélice, comme une échelle de corde tordue sur elle-même.
L'information y est écrite avec un alphabet de seulement quatre lettres, qui correspondent à quatre éléments chimiques appelés nucléotides : A, T, C et G. C'est l'ordre de ces lettres, sur des millions de caractères, qui constitue le message.
Le vivant et son évolution
Gènes, allèles, mitose et mutations
Une molécule d'ADN est immense. Elle ne code pas un seul caractère, mais des milliers. Chaque « paragraphe » de ce très long texte s'appelle un gène.
Un gène occupe toujours la même position sur le même chromosome chez tous les individus d'une espèce. Comme les chromosomes vont par paires, tu possèdes chaque gène en deux exemplaires : un sur le chromosome venu de ton père, un sur celui venu de ta mère. Ces deux exemplaires peuvent être le même allèle, ou deux allèles différents.
| Terme | Ce que c'est | Exemple concret |
|---|---|---|
| ADN | La molécule support de toute l'information | Le livre entier |
| Chromosome | Une molécule d'ADN enroulée | Un chapitre du livre |
| Gène | Une portion d'ADN qui commande un caractère | Une phrase du chapitre |
| Allèle | Une version possible d'un même gène | Deux façons d'écrire la même phrase |
La mitose : copier l'information à l'identique
Tu es parti d'une seule cellule et tu en possèdes aujourd'hui des milliers de milliards. Toutes descendent de cette première cellule par divisions successives. Or, chacune contient exactement la même information génétique. Comment est-ce possible ?
Grâce à la mitose : avant chaque division, la cellule duplique (recopie) tout son ADN. Chaque chromosome, formé d'un seul bâtonnet, devient un chromosome à deux bâtonnets identiques. Puis, au moment de la division, ces deux bâtonnets se séparent et partent chacun dans une cellule fille.
Les mutations : quand le texte est modifié. La copie de l'ADN est très fiable, mais pas parfaite. Il arrive qu'une lettre soit remplacée, supprimée ou ajoutée : c'est une mutation. Une mutation peut être sans effet, être à l'origine d'un nouvel allèle, ou perturber le fonctionnement de la cellule.
Certains facteurs de l'environnement augmentent nettement le risque de mutation : on les appelle des agents mutagènes.
Exercices corrigés
Combien de chromosomes contient une cellule de la peau chez l'être humain ?
- A.23
- B.44
- C.46Bonne réponse
- D.92
Réponse : C — 46
Les cellules humaines contiennent 23 PAIRES de chromosomes, soit 23 × 2 = 46 chromosomes. Le 23 correspond au nombre de paires (ou au nombre de chromosomes d'un gamète), pas au nombre total dans une cellule du corps.
Quelle paire de chromosomes détermine le sexe chez l'être humain ?
- A.La 1re paire
- B.La 21e paire
- C.La 23e paireBonne réponse
- D.La 46e paire
Réponse : C — La 23e paire
Ce sont les chromosomes de la 23e paire, dits chromosomes sexuels : XX chez une fille, XY chez un garçon. Attention, il n'existe pas de 46e paire : 46 est le nombre total de chromosomes, donc la dernière paire est la 23e.
Comment appelle-t-on la photographie de l'ensemble des chromosomes d'une cellule, classés par paires ?
- A.Un génotype
- B.Un caryotypeBonne réponse
- C.Un phénotype
- D.Un chromatogramme
Réponse : B — Un caryotype
Le caryotype est la photographie des chromosomes d'une cellule, classés par paires de la plus grande à la plus petite. Il permet de compter les chromosomes et de repérer d'éventuelles anomalies.
Le caryotype d'une personne atteinte de trisomie 21 comporte combien de chromosomes au total ?
- A.45
- B.46
- C.47Bonne réponse
- D.48
Réponse : C — 47
La trisomie 21 signifie qu'il y a TROIS chromosomes 21 au lieu de deux. Il y a donc un seul chromosome supplémentaire : 46 + 1 = 47 chromosomes. On répond 48 quand on croit à tort qu'une paire entière est ajoutée.
À l'issue d'une mitose, les deux cellules filles obtenues sont :
- A.génétiquement identiques et possèdent 46 chromosomes chacuneBonne réponse
- B.génétiquement différentes et possèdent 46 chromosomes chacune
- C.génétiquement identiques et possèdent 23 chromosomes chacune
- D.génétiquement différentes et possèdent 23 chromosomes chacune
Réponse : A — génétiquement identiques et possèdent 46 chromosomes chacune
La mitose assure la STABILITÉ de l'information génétique : l'ADN est d'abord dupliqué, puis réparti équitablement. Les deux cellules filles sont donc identiques entre elles et à la cellule mère, avec 46 chromosomes chacune. Le passage à 23 chromosomes concerne la formation des cellules reproductrices, pas la mitose.
Qu'est-ce qu'une mutation ?
- A.Une perte définitive d'un chromosome entier
- B.Une modification de la séquence de l'ADNBonne réponse
- C.Un échange de noyau entre deux cellules
- D.Le passage d'une cellule de 46 à 23 chromosomes
Réponse : B — Une modification de la séquence de l'ADN
Une mutation est une modification de la séquence des lettres de l'ADN : une lettre remplacée, supprimée ou ajoutée. Elle peut être sans conséquence, ou donner naissance à un nouvel allèle. La perte d'un chromosome entier est une anomalie chromosomique, ce qui est bien plus large qu'une mutation.
Une cellule contient 46 chromosomes à un bâtonnet. Elle duplique son ADN, puis effectue deux mitoses successives. Combien obtient-on de cellules, et avec combien de chromosomes chacune ?
- A.2 cellules à 46 chromosomes
- B.4 cellules à 46 chromosomesBonne réponse
- C.4 cellules à 23 chromosomes
- D.2 cellules à 92 chromosomes
Réponse : B — 4 cellules à 46 chromosomes
Raisonne par étapes. Première mitose : 1 cellule donne 2 cellules à 46 chromosomes. Pour se diviser à nouveau, chacune duplique son ADN, puis se divise : chaque cellule donne 2 cellules à 46 chromosomes. Bilan : 2 × 2 = 4 cellules, toutes à 46 chromosomes et toutes génétiquement identiques. La mitose ne divise JAMAIS le nombre de chromosomes par deux : c'est la formation des cellules reproductrices qui fait cela.
Dans quelle partie de la cellule se trouve l'information génétique ?
- A.Dans la membrane
- B.Dans le noyauBonne réponse
- C.Dans le cytoplasme uniquement
- D.Dans la paroi
Réponse : B — Dans le noyau
L'information génétique est portée par les chromosomes, qui se trouvent dans le NOYAU de la cellule. La membrane délimite la cellule, le cytoplasme est le liquide qui entoure le noyau, et la paroi n'existe que chez les cellules végétales.
Que signifie le sigle ADN ?
- A.Acide désoxyribonucléiqueBonne réponse
- B.Acide de noyau
- C.Assemblage de nucléotides
- D.Acide dinucléaire
Réponse : A — Acide désoxyribonucléique
ADN est l'abréviation d'acide désoxyribonucléique. C'est la molécule, en forme de double hélice, qui constitue les chromosomes et porte l'information génétique.
Quelle est la forme de la molécule d'ADN ?
- A.Une sphère
- B.Une chaîne simple et droite
- C.Un anneau fermé
- D.Une double héliceBonne réponse
Réponse : D — Une double hélice
L'ADN est formé de deux brins enroulés l'un autour de l'autre : c'est la fameuse double hélice, souvent comparée à une échelle de corde tordue. Cette structure a été décrite en 1953.
Qu'est-ce qu'un gène ?
- A.Un chromosome entier
- B.Une cellule spécialisée du noyau
- C.Une portion d'ADN qui porte l'information d'un caractèreBonne réponse
- D.Une version particulière d'un caractère
Réponse : C — Une portion d'ADN qui porte l'information d'un caractère
Un gène est un segment, une portion, de la molécule d'ADN d'un chromosome. Il commande un caractère donné. La dernière proposition décrit plutôt un allèle, qui est une VERSION d'un gène, pas le gène lui-même.
Quel est l'alphabet utilisé pour écrire l'information dans l'ADN ?
- A.Les quatre lettres A, T, C et GBonne réponse
- B.Les 23 paires de chromosomes
- C.Les lettres X et Y
- D.Les groupes A, B, AB et O
Réponse : A — Les quatre lettres A, T, C et G
L'information génétique est codée par la succession de quatre éléments notés A, T, C et G. C'est leur ORDRE, sur des millions de positions, qui constitue le message. X et Y désignent les chromosomes sexuels, et A, B, AB, O sont les groupes sanguins : rien à voir avec l'alphabet de l'ADN.
S'entraîner sur ce chapitre
Ce chapitre compte 36 exercices corrigés dans l'application, avec le suivi de ta progression.
Commencer les exercices