Chargement…
🌿 SVTbrevetCours
Le vivant et son évolution
📖
Cours
Fiche Brevet SVT — Reproduction, génétique et évolution
Thème 4 — Comment la vie se transmet, se diversifie et évolue
Ce thème au brevet : les sujets portent souvent sur l'analyse d'arbres généalogiques (transmission d'un caractère), l'exploitation de données sur la sélection naturelle (exemple de la phalène), ou un exercice mêlant génétique et biodiversité. C'est un thème où la rigueur du vocabulaire est déterminante : gène ≠ allèle, mutation ≠ brassage, sexuée ≠ asexuée.
1. Deux modes de reproduction
La reproduction sexuée
La reproduction sexuée nécessite la rencontre de deux cellules reproductrices (gamètes) : une cellule mâle et une cellule femelle. Leur fusion s'appelle la fécondation et donne une cellule-œuf qui se développera en un nouvel individu génétiquement unique.
| Chez les animaux | Chez les plantes à fleurs | |
|---|---|---|
| Gamète mâle | Spermatozoïde | Grain de pollen |
| Gamète femelle | Ovule | Ovule (dans le pistil) |
| Fécondation | Spermatozoïde + ovule → cellule-œuf | Pollen + ovule → graine |
| Résultat | Embryon → individu unique | Graine → nouvelle plante |
Avantage majeur : chaque descendant est différent de ses parents et de ses frères/sœurs → diversité génétique forte.
La reproduction asexuée
La reproduction asexuée ne fait intervenir qu'un seul parent, sans fécondation. Les descendants sont génétiquement identiques au parent : ce sont des clones.
Avantage majeur : colonisation très rapide d'un milieu (un seul individu suffit).
Inconvénient : aucune diversité génétique → si l'environnement change, tous les individus sont vulnérables de la même façon.
La multiplication végétative
C'est la reproduction asexuée propre aux plantes. Elle utilise des organes spécialisés :
| Organe | Description | Exemple |
|---|---|---|
| Stolons | Tiges rampantes en surface ; chaque nœud peut s'enraciner et donner une nouvelle plante | Fraisier |
| Rhizomes | Tiges souterraines horizontales qui progressent sous terre | Chiendent, iris |
| Bulbes | Organes souterrains de réserve qui se divisent | Tulipe, ail, oignon |
| Bouturage | Un fragment de tige ou de feuille redonne une plante entière | Géranium, rosier |
Tableau comparatif — À connaître par cœur
| Critère | Reproduction sexuée | Reproduction asexuée |
|---|---|---|
| Nombre de parents | 2 | 1 |
| Fécondation | Oui | Non |
| Descendants | Tous différents | Clones (identiques) |
| Diversité génétique | Forte | Nulle |
| Vitesse de colonisation | Lente | Très rapide |
Réflexe brevet : quand le sujet demande « quel avantage présente la reproduction sexuée ? », la réponse est toujours liée à la diversité génétique, qui permet à l'espèce de mieux s'adapter aux changements de l'environnement.
2. Le support de l'information génétique
Chromosomes, ADN, gènes, allèles
| Terme | Définition | Analogie |
|---|---|---|
| Chromosome | Structure en forme de bâtonnet, visible au microscope lors de la division cellulaire. Constitué d'ADN. | Un livre |
| ADN | Molécule qui porte l'information génétique, en forme de double hélice | Le texte du livre |
| Gène | Portion d'ADN qui détermine un caractère héréditaire (ex : couleur des yeux) | Un chapitre du livre |
| Allèle | Version d'un gène (ex : allèle « yeux bleus », allèle « yeux marron ») | Une édition différente du même chapitre |
L'organisation chez l'humain
- Chaque cellule humaine contient 23 paires de chromosomes (= 46 chromosomes au total)
- Dans chaque paire, un chromosome vient du père, l'autre de la mère
- Pour chaque gène, un individu possède donc 2 allèles (un sur chaque chromosome de la paire)
- La 23ème paire = chromosomes sexuels : XX (femme) ou XY (homme)
Allèles dominants et récessifs
| Situation | Ce qui s'exprime | Exemple |
|---|---|---|
| 2 allèles identiques (homozygote) | Ce caractère s'exprime | Deux allèles « yeux bleus » → yeux bleus |
| 2 allèles différents (hétérozygote) | L'allèle dominant s'exprime, le récessif est masqué | Un allèle « marron » (dominant) + un allèle « bleu » (récessif) → yeux marron |
Piège brevet : un individu aux yeux marron peut porter un allèle « bleu » sans qu'on le voie. C'est pour cela que deux parents aux yeux marron peuvent avoir un enfant aux yeux bleus (si les deux parents sont hétérozygotes et transmettent chacun leur allèle « bleu »).
3. D'où vient la diversité génétique ?
Source 1 — La méiose (brassage génétique)
La méiose est la division cellulaire spéciale qui produit les gamètes (spermatozoïdes ou ovules). Elle transforme une cellule à 46 chromosomes (23 paires) en 4 cellules à 23 chromosomes chacune.
Ce qui se passe : lors de la méiose, les chromosomes de chaque paire se répartissent au hasard dans les gamètes. Chaque gamète reçoit une combinaison aléatoire de chromosomes paternels et maternels. C'est le brassage génétique.
Résultat : avec 23 paires, le nombre de combinaisons possibles est 2²³ ≈ 8 millions par gamète. Chaque gamète est donc unique.
Source 2 — La fécondation au hasard
Parmi les millions de spermatozoïdes et les ovules disponibles, un seul couple se forme, de manière aléatoire. La cellule-œuf possède une combinaison d'allèles qui n'a jamais existé.
Résultat : 8 millions (gamètes mâles) × 8 millions (gamètes femelles) = plus de 64 000 milliards de combinaisons possibles pour un même couple de parents — sans compter les mutations.
Source 3 — Les mutations
Une mutation est une modification rare, accidentelle et aléatoire de l'ADN. Elle peut survenir lors de la copie de l'ADN, avant la division cellulaire.
| Caractéristique | Détail |
|---|---|
| Fréquence | Rare (mais inévitable sur des millions de divisions) |
| Cause | Erreur lors de la copie de l'ADN, ou agents mutagènes (UV, produits chimiques, radioactivité) |
| Effet possible | Neutre (aucun effet visible), désavantageux (gêne la survie) ou avantageux (favorise la survie) |
| Transmission | Transmissible à la descendance uniquement si elle touche une cellule reproductrice (gamète) |
| Rôle | Crée de nouveaux allèles → c'est le moteur premier de la diversité génétique |
Les 3 sources résumées
| Source de diversité | Mécanisme | Crée de nouveaux allèles ? |
|---|---|---|
| Mutation | Modification aléatoire de l'ADN | Oui — c'est la seule source de nouveauté |
| Méiose (brassage) | Répartition aléatoire des chromosomes dans les gamètes | Non — mélange les allèles existants |
| Fécondation au hasard | Rencontre aléatoire d'un gamète mâle et d'un gamète femelle | Non — combine les allèles existants |
Piège brevet : seules les mutations créent de nouveaux allèles. Le brassage génétique (méiose + fécondation) crée de nouvelles combinaisons d'allèles déjà existants. Les deux contribuent à la diversité, mais par des mécanismes différents.
4. La sélection naturelle
Le principe
La sélection naturelle est le mécanisme par lequel l'environnement « trie » les individus d'une population :
- Dans une population, les individus sont génétiquement différents (grâce aux mutations et au brassage)
- Certains portent des caractères avantageux dans le milieu (meilleur camouflage, résistance à une maladie, capacité à trouver de la nourriture…)
- Ces individus survivent mieux et se reproduisent davantage
- Ils transmettent plus souvent leurs allèles avantageux à la génération suivante
- Au fil des générations, l'allèle avantageux devient plus fréquent dans la population
Les points essentiels
- La sélection naturelle n'est pas volontaire : c'est l'environnement (climat, prédateurs, nourriture, maladies) qui favorise certains individus
- Elle agit sur la diversité existante — elle ne crée pas de nouveaux allèles (c'est le rôle des mutations)
- Elle ne concerne pas un individu isolé mais une population sur plusieurs générations
L'exemple de la phalène du bouleau
Contexte : en Angleterre, la phalène du bouleau existe sous deux formes : claire et sombre (la forme sombre est due à une mutation).
| Période | Environnement | Forme favorisée | Pourquoi |
|---|---|---|---|
| Avant l'industrialisation | Troncs d'arbres clairs (couverts de lichens) | Phalène claire | Mieux camouflée sur les troncs clairs → moins mangée par les oiseaux |
| Pendant l'industrialisation | Troncs noircis par la suie des usines | Phalène sombre | Mieux camouflée sur les troncs sombres → moins mangée |
| Après dépollution | Troncs redeviennent clairs | Phalène claire à nouveau | Retour de l'avantage du camouflage clair |
Conclusion : l'allèle « couleur sombre » n'a pas été « créé » par la pollution. Il existait déjà (issu d'une mutation antérieure). La pollution a changé l'environnement, ce qui a rendu cet allèle avantageux → la sélection naturelle l'a favorisé.
5. L'évolution des espèces
Le lien mutations → sélection → évolution
Au fil de très nombreuses générations, l'accumulation de modifications génétiques peut transformer une population au point qu'elle forme une nouvelle espèce. C'est l'évolution.
Apparition et disparition d'espèces
| Phénomène | Mécanisme | Exemple |
|---|---|---|
| Apparition d'une espèce | Des populations isolées accumulent des différences génétiques → au bout de très longtemps, elles ne peuvent plus se reproduire entre elles → ce sont des espèces différentes | Les pinsons de Darwin aux Galápagos |
| Disparition (extinction) | L'environnement change trop vite pour que l'espèce s'adapte | Dinosaures (crise K-T, il y a 66 millions d'années) |
Les crises biologiques
L'histoire de la vie est marquée par des crises biologiques — des périodes de disparition massive d'espèces suivies d'une diversification des survivants :
- Crise Permien-Trias (il y a ~252 Ma) : ~95% des espèces marines disparaissent
- Crise Crétacé-Tertiaire (il y a ~66 Ma) : disparition des dinosaures non-aviens, suivie de la diversification des mammifères
Réflexe brevet : la biodiversité actuelle est le résultat de millions d'années d'évolution. Les espèces d'aujourd'hui ne sont pas apparues telles quelles — elles sont le produit de mutations, de brassage génétique et de sélection naturelle sur d'innombrables générations.
La parenté entre les espèces
Toutes les espèces vivantes partagent un ancêtre commun. Les preuves :
- Des caractères communs (toutes les cellules ont de l'ADN, des membranes, des ribosomes)
- Des gènes communs entre espèces différentes (plus deux espèces sont proches, plus leurs ADN se ressemblent)
- Des fossiles de transition (espèces intermédiaires qui montrent les étapes de l'évolution)
6. Ce qui tombe au brevet — Pièges et réflexes
Les types de documents fréquents
| Document | Ce qu'on te demande |
|---|---|
| Arbre généalogique (transmission d'un caractère) | Identifier si l'allèle est dominant ou récessif, déterminer le génotype des individus |
| Données sur la phalène du bouleau (ou exemple similaire) | Expliquer le mécanisme de sélection naturelle étape par étape |
| Tableau de fréquences alléliques à deux dates | Montrer que la fréquence d'un allèle a changé → relier à la sélection naturelle |
| Comparaison ADN entre espèces | Plus les séquences sont proches, plus les espèces partagent un ancêtre commun récent |
| Schéma de méiose ou de fécondation | Expliquer comment le brassage génétique produit des individus uniques |
Les pièges fréquents
| Piège | Correction |
|---|---|
| Confondre gène et allèle | Le gène = le caractère (couleur des yeux). L'allèle = la version (bleu, marron). |
| Dire que la sélection naturelle « crée » des individus adaptés | Non — elle trie les individus déjà existants. La nouveauté vient des mutations. |
| Dire qu'un individu « mute pour s'adapter » | Non — les mutations sont aléatoires et non dirigées. C'est le hasard. L'adaptation vient du tri par l'environnement. |
| Confondre reproduction sexuée et asexuée au niveau de la diversité | Sexuée = diversité (individus tous différents). Asexuée = clones (identiques). |
| Oublier que la mutation doit toucher un gamète pour être transmise | Une mutation dans une cellule de peau ne sera pas transmise aux enfants. Seules les mutations dans les cellules reproductrices le sont. |
| Confondre clone et jumeau | Un clone = reproduction asexuée (un seul parent). Des vrais jumeaux = même cellule-œuf qui s'est divisée (reproduction sexuée, deux parents). |
La formulation type
Pour la sélection naturelle : « Dans la population, il existe des individus portant des allèles différents [décrire la diversité]. Dans le milieu [décrire l'environnement], les individus portant l'allèle [X] sont avantagés car [expliquer l'avantage]. Ils survivent mieux et se reproduisent davantage, transmettant cet allèle à leur descendance. Au fil des générations, cet allèle devient plus fréquent dans la population : c'est la sélection naturelle. »
Pour la diversité génétique : « La diversité génétique au sein d'une espèce s'explique par trois mécanismes : les mutations (qui créent de nouveaux allèles), le brassage génétique lors de la méiose (qui produit des gamètes tous différents) et la fécondation au hasard (qui crée des combinaisons uniques d'allèles). »
Fiche produite à partir des cours KlarIA SVT 3ème (chapitres 5, 6 et 7) — klaria.net
Révise ce chapitre avec KlarIA
Tuteur qui t'explique pas à pas, quiz pour t'entraîner, flashcards pour mémoriser. Gratuit.
Créer mon compte gratuitement→