Reproduction des êtres vivants : exercices corrigés de 1re

Situation A. Aucun gamète, aucune fécondation : la plante se multiplie par voie végétative. C'est une reproduction asexuée ; les nouvelles cellules viennent de mitoses ².

Situation B. Des gamètes fusionnent lors d'une fécondation : c'est une reproduction sexuée.

Situation C. Une cellule se divise en deux sans gamète ni fécondation : reproduction asexuée, assurée par la mitose ².

Combinaison nouvelle d'allèles. Seule la situation B mélange les allèles de deux individus et crée un génome nouveau ². En A et C, les descendants héritent du matériel génétique d'un seul parent.

Ce mode de multiplication se fait sans gamète ni fécondation : c'est une reproduction asexuée, fondée sur la mitose ².

Génération 0 : 1 individu. Génération 1 : $1 \times 2 = 2$. Génération 2 : $2 \times 2 = 4$. Génération 3 : 8. Génération 4 : 16. Génération 5 : 32.

On généralise : après $n$ générations, il y a $2^n$ individus.

Avec $n = 5$ : $2^5 = 32$ individus.

Chaque réplication double le nombre de molécules. Après 3 réplications : $2^3 = 8$ molécules.

Le mode semi-conservatif signifie que chaque brin ancien est conservé tel quel dans une molécule fille ². Les deux brins d'origine se retrouvent donc dans 2 molécules différentes, une chacune.

Les autres molécules ne contiennent que des brins neufs : $8 - 2 = 6$ molécules.

Vérification : les 2 molécules à brin d'origine portent chacune un brin ancien et un brin neuf ; les 6 autres sont formées de deux brins neufs.

Dans la multiplication végétative, il n'y a ni gamètes ni fécondation : c'est la mitose qui transmet l'information génétique aux nouvelles cellules ².

Chaque mitose est précédée d'une réplication de l'ADN : les cellules filles reçoivent une copie de l'information de la cellule mère. C'est ce qui rend le processus comparable à un clonage naturel ².

L'affirmation est trop forte. Des mutations peuvent apparaître et être transmises d'une génération de cellules à la suivante ; elles s'accumulent avec le temps ².

Les descendants sont donc très proches de leur parent, mais pas rigoureusement identiques sur la durée. Cela introduit une certaine variabilité ².

Chaque parent $Mm$ transmet $M$ avec la probabilité $\frac{1}{2}$ et $m$ avec la probabilité $\frac{1}{2}$.

Les deux transmissions sont indépendantes : on multiplie. $P(mm) = \frac{1}{2} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{4}$.

On peut contrôler avec les quatre combinaisons équiprobables : $MM$, $Mm$, $mM$, $mm$. Une seule des quatre est atteinte.

Interprétation : les parents sont porteurs sans être malades, car l'allèle récessif ne s'exprime pas lorsqu'il est seul. Une maladie récessive risque de se manifester chez les descendants à l'occasion de la reproduction sexuée ².

Population X. Les individus d'une même population asexuée se ressemblent génétiquement : ils partagent donc les mêmes points faibles. Un parasite ou un changement de climat peut alors atteindre tous les individus et menacer l'ensemble en peu de temps ².

Population Y. La reproduction sexuée mélange les allèles de deux individus et produit de nouvelles combinaisons, donc de nouveaux génomes ².

Si l'environnement change (nouveau parasite, réchauffement), certaines de ces combinaisons peuvent être favorisées par la sélection naturelle ; la population peut ainsi évoluer ².

Bilan. L'asexuée multiplie vite des individus semblables, mais fragilise la population face à un changement. La sexuée crée de la diversité génétique, qui offre davantage de chances qu'une partie des individus résiste.