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Chapitre 5 : La reproduction sexuée permet la

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Thème 4 : Les systèmes vivants contiennent, échangent et utilisent de l’information génétique
Chapitre 5 : La reproduction sexuée
Activités Élève
Chapitre 5 : La reproduction sexuée permet la rencontre de deux informations
génétiques
Rappel : chromosomes homologues, cellules diploïdes et haploïdes
Cf Thème 4 Chapitre 4 : La réplication de l’ADN
 La mitose conduit à la formation de deux cellules filles génétiquement identiques à la cellule mère.
 Un organisme comprend 2 grandes lignées cellulaires :
- Les cellules somatiques : toutes les cellules du corps à l’exception des cellules à l’origine des
gamètes. Elles ne se divisent que par mitoses.
- Les cellules germinales : ce sont les cellules à l’origine des gamètes (= cellules qui subissent la
meiose).
 L’information génétique d’une cellule est organisée en gènes porteurs de l’information nécessaire à la
synthèse de protéines. Les gènes sont répartis sur les chromosomes.
 Chez l’être humain : les cellules somatiques comportent 46 chromosomes soient 23 paires :
- Les cellules possédant 2 exemplaires de chaque chromosomes sont dites diploïdes : 2n.
- Les chromosomes d’une même paire sont des chromosomes homologues : un d’origine
paternelle, une d’origine maternelle.
2n = 46
22 paires de chromosomes identiques dans les 2 sexes : chromosomes autosomes.
1 paire de chromosomes différents selon le sexe : chromosomes sexuels ou gonosomes : XX
pour le sexe féminin ; XY pour le sexe masculin
 Le caryotype permet d’établir la formule chromosomique d’un individu.
Formule chromosomique d’un homme : 46, XY
Activité 1 : Transmission des caractères phénotypiques parentaux
Connaissances
Les caractères phénotypiques parentaux sont transmis d’une génération à l’autre de façon variable.
La méiose et la fécondation expliquent les lois statistiques de transmission des caractères.
Donnée 1 :
Le phénotypeest l’ensemble des caractères d'un individu.
Donnée 2 :
L’espèce humaine se reproduit exclusivement par reproductionsexuée.
Lors de la fécondation, la rencontre des gamètes (cellules sexuelles) aboutit à la fusion de leurs noyaux.
Le noyau de la cellule œuf ainsi formée est donc un mélange des 2 noyaux.
Les cellules humaines possèdent 46 chromosomes (23 paires).
Donnée 3 :
La méiose permet de former des cellules haploïdes (n) à partir de cellules diploïdes (2n).
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Chapitre 5 : La reproduction sexuée
Activités Élève
Questions :
1. Comment expliquer que des enfants ayant les mêmes parents aient des caractères phénotypiques
différents ?
2. Quelle quantité de matériel génétique est contenu dans les gamètes ?
3. Comment vérifier l’hypothèse précédente ?
4. Placer sur le document 1 les mots suivants : cellule œuf, fécondation, mitose, méiose, le nombre de
chromosomes dans les différentes cellules et donc leur état diploïde ou haploïde.
Document 1 : cycle de développement de l’espèce humaine
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Activités Élève
Activité 2 : La méiose
Connaissances
La méiose est constituée de deux divisions
successives : la première réductionnelle
et la seconde équationnelle
Capacités
Exploiter des ressources documentaires, des modélisations pour :
- Distinguer les cellules diploïdes et haploïdes
- Schématiser les étapes de la méiose pour une cellule initiale à au
moins 3 paires de chromosomes homologues
Document 1 : le déroulement de la méiose
Ledocument 1représente les étapes de la méiose réalisées par une cellule animale à 2n = 6.
Première division de méiose
Prophase I
Métaphase I
Anaphase I
Télophase I
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Deuxième division de méiose
Prophase II
Métaphase II
Anaphase II
Télophase II
Document 2: Schéma bilan de la méiose
Interphase
Méiose
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Document 3:Evolution de la quantité d’ADN dans une cellule lors de la formation des gamètes
Nombre de chromosomes
et de chromatides
Questions :
Document 1
1. Donner la signification de l’expression « une cellule à 2n = 6 ».
2. Indiquer le nombre de divisions réalisées par une cellule qui entre en méiose et le nombre de cellules
obtenues en fin de méiose à partir d’une cellule.
3. Sur ce document 1, décrire pour chacune des phases les phénomènes observés.
4. La première division de méiose est également nommée « division réductionnelle ». Justifier cette
expression.
5. La seconde division de méiose est également nommée « division équationnelle ». Justifier.
6. En déduire une définition de la méiose.
Document 2
7. Compléter le schéma bilan de la méiose en partant d’une cellule mère possédant une seule paire de
chromosomes homologues.
Document 3
8. Sur le graphe, repérer l’interphase et ses différentes phases, les deux divisons constituant la méiose.
Justifier vos choix.
9. Indiquer pour les différentes phases le nombre de chromosomes par cellule et le nombre de chromatides
par chromosome.
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Chapitre 5 : La reproduction sexuée
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Activité 3 : La méiose assure le brassage de l’information génétique
Connaissances
Au cours de la première division, les chromosomes
homologues, réunis en tétrades, entrent en contact et
peuvent alors échanger par enjambements ou crossingover des segments homologues d’ADN.
Au cours de la deuxième division, les chromatides
recombinées se répartissent de façon aléatoire dans les
gamètes ; ceci conduit à une ségrégation des allèles
Document 1 : notion d’allèles
Capacités
Exploiter des ressources documentaires, des
modélisations pour :
- expliquer les brassages intra et inter
chromosomiques à partir des comportements
des chromosomes lors de la méiose
Paire de chromosomes
homologues
Dans une cellule diploïde, les chromosomes sont par
Chaque gène est donc présent en
2 exemplaires : sous forme de2 allèles.
paire.
Exemple : chromosomes homologues portant le gène
responsable du groupe sanguin
Document 2 : crossing-over et brassage intrachromosomique
Donnée 1 : le crossing-over ou enjambement
Donnée 2 : le brassage intrachromosomique
Chromosomes
recombinés
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Chapitre 5 : La reproduction sexuée
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Document3 : le brassage interchromosomique
1ère division de
méiose
2èmedivision de
méiose
4 types de gamètes possibles
Questions :
Document 1 :
1. Retrouver la définition d’un allèle.
2. L’individu porteur de cette paire de chromosome est de phénotype [AB].Expliquer.
Document 2 :
3. A partir de la donnée 1, décrire les phénomènes observés et définir le « crossing-over ».
4. A partir des données 1 et 2, expliquer le brassage intrachromosomique et indiquer sa conséquence sur
la production des gamètes.
Document 3 :
5. Expliquer comment, à partir d’une cellule à 2n = 4, 4 types de gamètes peuvent être produits.
6. Combien de types de gamètes différents seraient produits si on considérait 3 paires de chromosomes ?
7. Justifier l’expression « brassage interchromosomique ».
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RECAPITULATIF : La méiose
La méiose : obtention de cellules haploïdes
La méiose est la succession de deux divisions cellulaires et permet à partir d’une cellule
germinalediploïde la production de 4 cellules haploïdes.
 La première division =division réductionnelle : elle sépare les chromosomes homologues et aboutit
à la formation de 2 cellules à n chromosomes à 2 chromatides.
 La deuxième division = division équationnelle : elle sépare les chromatides de chaque chromosome et
permet la formation de4 cellules à n chromosomes à 1 chromatide (gamètes).
La méiose : Brassages de l’information génétique
 Brassage intrachromosomique en prophase de première division grâce à des crossing-over: Il y a
échanges de fragments de chromatides (ADN) entre chromosomeshomologueset modification des
allèles portés par chacun des chromosomes.

Brassage interchromosomique en anaphase de 1ère division : il y a répartition au hasard des
chromosomes homologues d’origines paternelle et maternelle. Les allèles portés par les chromosomes
homologues sont séparés. Il y a brassage de l’ensemble des chromosomes.
La méiose réalise le brassage chromosomique et permet d’obtenir des gamètes qui sont tous
génétiquement différents (chaque gamète produit est unique). Ces brassages permettent un mélange
des gènes à chaque génération et la diversité des individus de l’espère humaine.
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Chapitre 5 : La reproduction sexuée
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Activité 4 : Les appareils reproducteurs et la formation des gamètes
Connaissances
La méiose conduit dans les gonades à l’élaboration
des gamètes : ovules dans les ovaires et
spermatozoïdes dans les testicules.
Capacités
Exploiter des ressources documentaires, des modélisations pour :
- légender sur un schéma les différents organes des appareils reproducteurs
masculin et féminin.
Appareil génital : ensemble des organes qui servent à la fonction de reproduction
Gonade : glande qui produit les gamètes
Gamète : cellule sexuelle
Questions :
1. Compléter les schémas 1.A, 1.B, 1.C du document 1 à partir du tableau du document 3.
2. Sur le schéma 1.D, indiquer pour les différentes cellules si elles sont haploïdes ou diploïdes puis localiser
les divisions de méiose.
Document 1 : l’appareil reproducteur masculin et la spermatogenèse
1.ASchéma de l’appareil génital masculin(coupe sagittale)
1.BSchéma d’un testicule
1.CCoupe transversale d’un tube séminifère
1.Dinterprétation schématique de la paroi du tube :spermatogenèse
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Thème 4 : Les systèmes vivants contiennent, échangent et utilisent de l’information génétique
Chapitre 5 : La reproduction sexuée
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Document 2 : l’appareil reproducteur féminin
Coupe frontale
2.ASchémas de l’appareil génital féminin
Coupe sagittale
2.B Schéma d’un ovaire avec évolution de follicules ovariens
Questions :
Document 2 :
3. Compléter les schémas 2.A du document 2 à partir du tableau du document 3.
4. A partir de l’analyse du schéma 2B :
- indiquer la localisation du gamète femelle au niveau de l’ovaire.
- nommer le gamète femelle expulsé de l’ovaire lors de l’ovulation.
5. Sur le schéma 2B, indiquer pour les différentes cellules si elles sont haploïdes ou diploïdes puis localiser
les divisions de méiose.
6. Compléter le tableau du document 4.
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Chapitre 5 : La reproduction sexuée
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Document 4
Homme
Femme
Lieu de la gamétogenèse
Gamètes
Nombre de gamètes produits
à l’issue de la méiose
Document 3 : principaux organes des appareils reproducteurs de l’homme et la femme
Homme
Femme
A.Testicule : gonade masculine enfermé dans le A. Ovaire : gonade féminine. Site de maturation
scrotum. Lieu de fabrication des gamètes.
des gamètes.
B.Tube séminifère : structure intra testiculaire
où les gamètes sont formés au niveau de la paroi
à partir de cellules de la lignée germinale : les
spermatogonies. Tissu conjonctif entre les tubes
contenant des cellules de Leydig.
B. Trompes de Fallope: en forme de pavillon en
face de l’ovaire. Conduit menant de l'ovaire à
l'utérus. Site de la fécondation.
C.Utérus : organe creux reliée au vagin. Site de
l'implantation embryonnaire.
C.Épididyme : long canal, collé au testicule.
D.Col de l'utérus : rétrécissement entre le vagin
Poursuite de la maturation des spermatozoïdes.
et l'utérus. Le franchissement du col de l'utérus
D.Canal déférent : canal reliant l’épididyme à constitue la dernière étape de la maturation des
l'urètre.
spermatozoïdes.
E.Prostate : glande exocrine qui entoure l’urètre. E. Endomètre : muqueuse de l'utérus.
participe à la synthèse du liquide séminal.
F.Myomètre : couche musculaire lisse de la
F.Urètre : canal qui conduit de la prostate au paroi de l'utérus.
méat. Fait partie de l’appareil génital et urinaire.
G.Vagin : conduit souple tapissé d'une
G.Vésicule séminale : située en arrière de la muqueuse. Organe féminin du coït, reliéà
vessie et la prostate. glande participant à l'utérus.
l'élaboration du sperme.
H.Vulve: ensemble des organes génitaux
H. Pénis ou verge : organe érectile externe avec externes. Elle inclut les petites et grandes lèvres
extrémité renflée : le gland protégé par le ainsi que le clitoris.
prépuce.
Organe masculin du coït. (=
I. Orifice vaginal ou orifice génital.
accouplement).
J.Orifice urinaire, distinct de l'orifice génital
I. Corps caverneux : tissu érectile de lapartie
chez la femme.
supérieure du pénis.
K. Clitoris : tissu érectile, homologue au pénis
J. Corps spongieux : tissu érectile de lapartie
de l'homme.
interne du pénis et du gland.
K. Méat : orifice urogénital, commun chez
l'homme.
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Chapitre 5 : La reproduction sexuée
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Récapitulatif : appareil génital masculin
Structures
Nom
Gonades
Rôle(s)
- Production ……………………………………..
- Production …..................................................
…………………………………………………….
-
Voies
génitales
-
Glandes
annexes
-
-
Organe
copulateur
-
La production de spermatozoïdes (spermatogenèse en 74 jours) commence à la puberté et a lieu de façon
continue dans la paroi des tubes séminifères.
Récapitulatif : appareil génital féminin
Structures
Gonades
Nom
Rôle(s)
-- production …………………………………………
- production ………………………………………….
………………………………………………………...
-
Voies
génitales
-
Organes
génitaux
externes
-
L’ovogenèse débute dès la vie embryonnaire. Elle se poursuit de la puberté à la ménopause, en alternant
ovaire droit et gauche. Il y a production cyclique (tous les 28 jours) d’un gamète féminin.
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Activité 5 : La fécondation
Connaissances
Capacités
La fécondation est la fusion de deux gamètes, ce qui participe au
brassage génétique.
La méiose et la fécondation expliquent les lois statistiques de
transmission des caractères.
Exploiter des ressources documentaires, des
modélisations pour :
- schématiser et localiser le déroulement de la
fécondation.
Document 1 : de la fécondation à la nidation
Document 2 : Les étapes de la fécondation
Un seul spermatozoïde entre en contact avec le gamète féminin. La pénétration du noyau dans le cytoplasme de
l’ovocyte II permet à l’ovocyte de terminer la méiose.
Questions :
1. A partir des acquis précédents et du document 1, indiquer le parcours des gamètes masculins et
féminins à partir de leur lieu de production jusqu’au lieu de la fécondation.
2. Définir la fécondation et la nidation.
3. A partir du document 2, compléter le tableau ci-dessous.
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Chapitre 5 : La reproduction sexuée
Etape
Activités Élève
Nom de la
cellule
Description
Nombre de
chromosomes par
cellule
1
2
4
5
Activité 6 : Conséquences d’anomalies de répartition des chromosomes lors
de la reproduction sexuée
Connaissances
L’étiologie montre que certaines pathologies ont une origine
génétique, c’est-à-dire allélique ou chromosomique.
Capacités
Exploiter des ressources documentaires pour :
- caractériser une anomalie chromosomique de
nombre ou de morphologie ;
- établir une relation entre une maladie génétique,
une forme allélique anormale et son expression.
Document 1 : Les anomalies chromosomiques de nombre
Exemple d’anomalies lors de la formation des gamètes chez un des parents
Cellule parentale
diploïde
Non-disjonction
d’une paire de
chromosomes
Descendance
possible
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Chapitre 5 : La reproduction sexuée
Activités Élève
Document 2 : Les anomalies chromosomiques de morphologie (ou de structure)
Insertion
Duplication
Inversion
Délétion
Translocation
Définitions :
 Perte d’un fragment plus ou moins important de chromosome :
 Echange de fragment de chromatides entre chromosomes non homologues :
 Fragment recollé à l’envers sur le même chromosome :
 Présence en double exemplaire d’une région :
 Fragment de chromosome déplacé dans un autre chromosome :
Document 3 : Les anomalies alléliques
Les anomalies alléliques ne concernent souvent qu’un seul nucléotide et sont appelées « mutations
ponctuelles ». Il peut s’agir d’insertion, de substitution, de délétion…
Questions :
1.
2.
3.
4.
Nommer les anomalies pouvant être observées dans la descendance. Citer des exemples.
Indiquer l’origine de ces anomalies.
Retrouver à l’aide du tableau, le nom des anomalies correspondant aux définitions.
Certaines anomalies peuvent entraîner des maladies graves (hémophilie, myopathie..), expliquer en quoi
la forme allélique anormale induit l’expression de ces maladies.
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Thème 4 : Les systèmes vivants contiennent, échangent et utilisent de l’information génétique
Chapitre 5 : La reproduction sexuée
Activités Élève
RECAPITULATIF :Formation des gamètes et fécondation
GAMETOGENESE : formation des gamètes
Spermatogenèse :
A partir d’une cellule diploïde, formation de 4 spermatozoïdes : cellules haploïdes.
Localisation
Méiose
Maturation après méiose
Dans la paroi des tubes
séminifères des
testicules
Ovogenèse :
A partir d’une cellule diploïde, formation de 1 ovocyte II puis si fécondation, d’un ovule.
1ère division de méiose
2ème division de méiose
Fin de la méiose de
l’ovocyte II et formation
de l’ovule et du 2ème
globule polaire
UNIQUEMENT si
FECONDATION
Méiose
Localisation
Dans les ovaires, au sein de
structures qui évoluent en même
temps que le gamète : les follicules.
Dans les trompes utérines
FECONDATION
Rencontre du spermatozoïde (n chromosome) et de l’ovocyte (n chromosome) dans une trompe utérine et
formation d’une cellule œuf ou zygote : …………………………………………………….
L’entrée du noyau du spermatozoïde dans l’ovocyte provoque la fin de méiose de l’ovocyte II. Les deux
noyaux fusionnent pour former le zygote.
Brassage génétique lors de la méiose :
Brassage supplémentaire lors de la fécondation :
Les différents brassages au cours de la reproduction sexuée expliquent
...........................................................................................................................................................
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