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Transcript

Chapitre 4 :

Patrimoine génétique et gamètes

Cours de Mme Parent -collège Goscinny, Valdoie

Dans les chapitres précédents, nous avons découvert que tous les êtres humains possèdent 23 paires de chromosomes (sauf anomalies).Ces chromosomes portent les gènes qui sont le support de l’information génétique. Cette information est identique pour toutes les cellules d’un individu, à l’exception de ses gamètes.

Dans ce chapitre, nous allons tenter de comprendre comment se transmet et s’exprime l’information génétique d’une génération à l’autre dans le but de comprendre pourquoi chaque individu est unique.

INTROduction

Plan du cours

Une cellule reproductrice contient des chromosomes

Un spermatozoïde fusionne avec un ovule

Brassage chromosomique et conséquences

Quelle information contient une cellule reproductrice?

I – Une cellule reproductrice contient des chromosomes.
Activité 1 : Observation de caryotypes des cellules reproductrices humaines.

Production de gamètes

?

?

Spermatozoïde

Ovule

Fécondation

Cellule-œuf

Mitose

Mitoses

46

46

46

Bébé :

26 milliards de cellules à 46 chromosomes

Adultes :

100 billiards de cellules à 46 chromosomes chacun

Mitoses

Cycle de vie de l'être humain

  1. Observations et rappels :

Embryon

Problème : Combien y a-t-il de chromosomes dans les gamètes ?

2 . Hypothèse :

Nous allons comparer la fécondation à une équation de mathématiques.

Soit e, le nombre de chromosomes contenus par un ovule et s, le nombre de chromosomes contenus par le spermatozoïde.
On peut donc écrire :
e + s = 46
Dans ton hypothèse, propose une valeur pour e et pour s (réfléchis bien et sois logique).
Je te rappelle qu’il est courant de commencer une hypothèse par « je suppose que… ».

3 . Conséquences vérifiables :

Propose une expérience, une observation, un document…pour montrer que tu as raison.

https://sites.google.com/site/svt32015/home/chapitre-iii--reproduction-sexue-et-diversit-gntique

a - Combien comptes-tu de chromosomes sur ce caryotype ?

b - En te justifiant, explique s’il s’agit d’un spermatozoïde ou d’un ovule.

4 . Document pour valider ou non l’hypothèse :

caryotype d'une cellule reproductrice

https://sites.google.com/site/svt32015/home/chapitre-iii--reproduction-sexue-et-diversit-gntique

Les gamètes contiennent donc chromosomes, c'est-à-dire chromosome de chaque paire (donc c'est du nombre de chromosomes des autres cellules du corps).

5 . Conclusion (et bilan) :

la moitié

23

un

le double

22

24

46

deux

Activité 2 : Observation de la formation des cellules reproductrices humaines.

  1. Observations et rappels :

http://diopsvt.blogspot.com/2007/07/diapos.html

observation de la dissection d'un testicule

https://ressources.unisciel.fr/DAEU/biologie/P2/co/P2_chap2_c01.html

23

46

tube séminifère

2 . Conséquences :

Schématise la manière d’obtenir des gamètes contenant chacun 23K, selon toi.

Pour te faciliter la tâche, tu représenteras une cellule à 2n = 2K, soit une paire de chromosomes.
Un chromosome sera bleu et l’autre rouge.

Après avoir regardé la vidéo et en t’aidant du texte ci-dessous, complète le schéma sur ta feuille en dessinant 2 chromosomes soit 1 paire de chromosomes.

Avant la formation des spermatozoïdes, la cellule initiale (ou cellule-mère/souche des spermatozoïdes) duplique ses chromosomes : chaque K passe d’une chromatide à deux chromatides.
Cette cellule va donner 4 gamètes à la suite de 2 divisions successives :
- Lors de la première division ce sont les chromosomes homologues (identiques, ceux d’une paire) qui se séparent,
- et lors de la deuxième division, ce sont les 2 filaments (les chromatides) de chaque chromosome qui se séparent.
On appelle ces 2 divisions successives la Méiose. Elle produit 4 gamètes (identiques 2 à 2).

3 . Validons ou non l’hypothèse :

a) 1er cas :

Dans ce cas-là, avec une paire de K, on obtient donc 2 spermatozoïdes (spz) différents ( avec 1K rouge ou avec un K bleu).

La méiose donne 4 spz mais ils sont identiques 2 à 2.

étapes de la formation des gamètes

cellule souche à 2n=2 chromosomes

duplication (et condensation des chromosomes)

Première division : séparation des chromosomes de chaque paire

Deuxième division : séparation des chromatides

4 gamètes à n = 1 chromosome

Maintenant, tu vas faire la même chose avec 2 paires de K.

Tu as également ces vidéos pour t’aider.

b) 2ème cas :

Dans ce cas-là et si tu ne t'es pas trompé(e), avec 2 paires de chromosomes, on obtient donc 4 spz différents.

étapes de la formation des gamètes

cellule souche à 2n=4 chromosomes

duplication (et condensation des chromosomes)

Première division : séparation des chromosomes de chaque paire

Deuxième division : séparation des chromatides

2 X

4 gamètes différents
à n = 2 chromosomes

ou

Enfin, tu vas faire la même chose avec 3 paires de K (une grande, une moyenne et une petite).

Schématise un K rouge et un K bleu par paire.
Si tu veux, tu peux représenter uniquement la cellule initiale et les spermatozoïdes possibles.
Tu as également une vidéo pour t’aider.

c) 3ème cas :

Dans ce cas-là, avec trois paires de K, on obtient donc 8 spermatozoïdes (spz) différents .

La méiose donne 16 spz mais ils sont identiques 2 à 2.

Résumons encore, en faisant des maths… :

1 p de K -> 2 spz différents , soit 21 spz (=1 X 2 )
2 p de K -> 4 spz différents , soit 22 spz (= 2 X 2 )
3 p de K -> 8 spz différents , soit 23 spz (= 2 X 2 X 2)

Oui mais…
Dans nos cellules (initiales ou non), nous avons 23 paires de K
DONC, pour chaque individu, on peut faire 223 gamètes différents !
Tape cela sur ta calculatrice pour voir combien de gamètes différents tu peux potentiellement faire...

Bilan :

Au cours de sa formation, chaque cellule reproductrice reçoit un chromosome de chaque paire. Lors de la formation des cellules reproductrices les chromosomes d’une paire se répartissent au hasard. Les cellules reproductrices produites par un individu sont génétiquement différentes.

Voici 2 vidéos pour finir ce paragraphe, l'une est une animation en anglais et l'autre est plutôt pour le fun...

Que se passe-t-il lors de la fécondation ?

II – Lors de la fécondation, un spermatozoïde et un ovule s’unissent.
Activité 3 : Observation du nombre de chromosomes lors de la fécondation.

Dans l'activité précédente, nous avons découvert un 1er brassage génétique, avec la formation des gamètes.

Chaque gamète est unique.


2- Complètons ce rappel avec nos dernières connaissances

3- Bilan de l'activité

1- Rappel de 4ème sur la fécondation

https://www.youtube.com/watch?v=8xMv3ZaDkfg




Tu as bien compris que lors de la fécondation, un ovule et un spermatozoïde s'unissent.

Je te propose donc de faire un petit exercice en cliquant sur l'image ci-dessus.

N'oublie pas de compléter ta feuille d'activité...

Coups de pouce pour réussir cette animation:

- rappelle-toi bien comment on fait les cellules reproductrices, ici, on ne considère qu'une paire de chromosomes (2n=2)

- utilise les chromosomes en haut à gauche pour remplir les cases,

- les cases jaune foncé, représentent les bébés : l'union d'un spermatozoïde et d'un ovule,

- pour colorier les cases en bleu ou en rose, il faut d'abord cliquer sur le parent puis cliquer sur la case du même sexe.

Bilan :

La , en associant pour chaque de chromosomes, un chromosome du et un de la , le nombre de chromosomes de l’espèce.

fécondation

paire

père

mère

rétablit

préparation

maire

mer

supprime

divise

Pour accéder à cette partie, tu dois me donner le premier mot qui était à trouver dans le bilan précédent.

FECONDATION

12345

OK !

Error

Quelles sont les conséquences sur l’individu ?

III – Ce « brassage des chromosomes » a des conséquences sur l’individu.

Activité 4 : Etude de la transmission de quelques gènes.

C8 groupes sanguins

Voici le déroulé de cette partie :


Résumons...

2- Exercice avec 2 paires de chromosomes

3- Bilan de l'activité

1- Rappel sur les groupes sanguins

C8 groupes sanguins

C8 groupes sanguins

C8 groupes sanguins


Tu as compris que lors de la fécondation, un chromosome vient du père et l'autre de la mère et ce, pour les 23 paires de chromosomes.

Je te propose donc de faire un nouvel exercice en cliquant sur l'image ci-dessus.
Cette fois, la cellule initiale est à 2n =4.
N'oublie pas de compléter ta feuille d'activité...

Coups de pouce pour réussir cette animation:

- rappelle-toi bien comment on fait les cellules reproductrices.

- utilise les chromosomes à côté de M. Martin (pour faire les spermatozoïdes et les éventuels bébés) et à côté de Mme Martin (pour faire les ovules et les éventuels bébés) pour remplir les cases,

- les cases jaune foncé, représentent les bébés : l'union d'un spermatozoïde et d'un ovule,

2- Et donc, ont-ils raison ?

3- Quelle est donc la probabilité d’avoir un garçon du groupe A ?

Afin de compter les divers phénotypes, tu peux faire un tableau comme celui-là:

A

B

O

TOTAL

nombre de

garçons

filles











groupe sanguin des bébés possibles

AB

Back

Résumons...

1

Le problème, c'est comme les probabilités en mathématiques : à chaque tirage, le compteur revient à 0 pour les hommes ( 1 "chance" sur 8 388 608 spz)!

Et sachant qu'une femme produit un ovule tous les 28 jours de la puberté à la ménopause, elle produit entre 300 et 400 ovules dans toute sa vie sur les 8 388 608 possibles et ceux-ci sont déjà "présélectionnés à la naissance de la future maman"...
On peut également ajouter les effets de l'environnement (âge de conception du 1er enfant, alimentation, hygiène de vie...) Donc entre théorie et réalité...

2

Avec 2n = 4, on peut envisager d'avoir

16 bébés différents


Les ciseaux te permettront d'avancer...

Avec une paire de chromosome par cellule initiale, on peut fabriquer :

4 bébés différents

Bilan

Chaque individu issu de la reproduction sexuée est génétiquement unique.

Voici un diaporama réalisé par un collègue.
Il explique bien les choses...et pourquoi chacun de nous est UNIQUE !