- enseignement Catholique

HPT
Formation Scientifique
UAA13
AUTEURS : Brigitte Janssens, Pascale Papleux
Fiche d’investigation 2
La reproduction sexuée et la reproduction asexuée
Au travers de cette démarche d’investigation, la compétence rencontrée sera :
« Sur base d’une démarche d’investigation, analyser les mécanismes de transmission de
caractères héréditaires, principalement chez l’être humain. »
Contexte
Pour se reproduire, la plupart des êtres vivants de notre planète utilisent une reproduction
sexuée. Cependant, certaines autres espèces se multiplient de manière asexuée. Quels sont
les avantages et les inconvénients de chaque type de reproduction ?
Problématisation
Après avoir fait une recherche pour identifier quelques espèces se reproduisant de manière sexuée et
de manière asexuée, retrouver les grandes caractéristiques de chacun de ces types de reproduction,
ainsi que les avantages (et inconvénients) que cela engendre pour l’espèce.
Le professeur demande aux élèves de rechercher des documents, des photographies d’individus
appartenant à quelques espèces qui se reproduisent de manière sexuée et de manière asexuée (ou
bien, les professeurs utilisent les fiches d’activité 11 et 13).
Les élèves font des hypothèses…
a) sur les caractéristiques d’une reproduction asexuée et d’une reproduction sexuée :
Reproduction asexuée : un seul parent produit un ou plusieurs doubles de lui-même sans faire
intervenir des cellules reproductrices ;
Reproduction sexuée : il faut un individu mâle et un individu femelle qui produisent des cellules
reproductrices qui doivent se rencontrer et se féconder ;
b) sur les avantages et les désavantages de chaque mode de reproduction (voir le tableau cidessous pour quelques exemples possibles).
Reproduction
asexuée
-
-
Reproduction
sexuée
Avantages
Pas nécessaire de chercher
partenaire ;
Produit un grand nombre
descendants ;
Se multiplie dans le même milieu
devait être avantageux pour
parent ;
…
Désavantages
un
de
qui
le
- Deux parents qui veillent sur les
descendants ;
-…
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- Un seul parent pour prendre soin
des descendants ;
- Le parent disparait parfois au profit
des descendants ;
- Si modification du milieu, l’espèce
disparait ;
-…
- Il faut un mâle et une femelle ;
- Il faut que les cellules sexuelles se
rencontrent ;
- Les descendants sont différents des
parents ;
-…
Le professeur fait aussi remarquer que :
-
les espèces qui se multiplient de manière asexuée ne s’adaptent pas du tout (ou très difficilement)
à un milieu environnant qui change (changement brutal de température, sécheresse…) ;
-
les espèces qui se multiplient de manière sexuée s’adaptent plus facilement si les conditions du
milieu varient.
Questionnement possible des élèves pour poursuivre l’investigation :
-
Quelles sont les caractéristiques d’une espèce qui lui permettent de s’adapter à un changement de
milieu ?
-
Comment les caractères héréditaires se transmettent-ils au sein d’une espèce asexuée, au sein
d’une espèce sexuée ?
Recueil et traitement des informations (cœur de la démarche
d’investigation)
Pour la reproduction asexuée, le professeur distribue les documents relatifs à la fiche d’activité 12
qui précisent la manière dont les cellules se reproduisent par mitose (ex : cas de l’amibe ou de la
cellule-œuf).
Les élèves constatent que :
a) toute mitose est précédée par un doublement de la molécule d’ADN ;
b) les deux nouvelles cellules qui se forment contiennent la même quantité d’ADN que la cellule
initiale ;
c) les deux nouvelles cellules sont donc génétiquement identiques et ont par conséquent des
caractéristiques identiques.
Le professeur demande aux élèves de modéliser une mitose (voir fiche d’activité 12).
Pour la reproduction sexuée, le professeur distribue les documents relatifs à la fiche d’activité 13
qui :
a) précisent la manière dont les cellules reproductrices se forment dans le cas de la reproduction
sexuée ;
b) rappellent comment se déroule la fécondation.
Les élèves constatent que :
a) le caryotype des cellules reproductrices contient deux fois moins de chromosomes que les autres
cellules de l’organisme dont elles proviennent ;
b) ces cellules proviennent d’une méiose, suite de deux multiplications cellulaires successives et que
seule la première multiplication est précédée d’un doublement de la molécule d’ADN ;
c) au cours de la première division de la méiose, les chromosomes se séparent de manière aléatoire,
au hasard et que cela engendre un grand nombre de combinaisons possibles ;
d) lors de la fécondation, la rencontre des gamètes se fait au hasard (parmi un grand nombre de
possibilités) ;
e) l’individu qui se développera à partir de la cellule-œuf sera génétiquement différent de ses parents.
Le professeur demande aux élèves d’illustrer la notion de brassage chromosomique, en
modélisant une méiose et une fécondation (fiche d’activité 14 et fiche d’expérience 2).
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Communication
Le professeur réalise une synthèse avec ses élèves :
-
La mitose est à l’origine d’une reproduction asexuée. Elle donne naissance à des individus
génétiquement conformes et donc n’occasionne pas la diversité génétique des organismes de la
même espèce. Si une catastrophe apparait soudainement dans un milieu de vie, les individus
d’une population appartenant à une espèce asexuée risquent d’être anéantis.
-
La mitose est aussi, chez tous les êtres vivants pluricellulaires, le processus de multiplication
cellulaire qui permet le développement d’un organisme à partir de la cellule-œuf ou le
renouvellement des cellules d’un organisme (globules rouges…).
-
La méiose et la fécondation sont les deux étapes de la reproduction sexuée. Elles sont à l’origine
de la diversité des individus d’une espèce. Si des changements brutaux apparaissent dans le
milieu de vie, la population de l’espèce sexuée ne sera pas complètement anéantie car certains
individus présenteront des caractères leur permettant de survivre dans de nouvelles conditions.
Développements attendus principalement visés
Différencier la mitose de la méiose en faisant le lien avec le type de reproduction (C1).
L’élève associe la méiose à une étape de la reproduction sexuée et la mitose à une reproduction
cellulaire conforme.
Expliciter la notion de brassage chromosomique et ses conséquences (C2).
L’élève explique que la diversité génétique des individus provient de la réorganisation aléatoire des
chromosomes au cours de la méiose.
Liens utiles
-
Animation sur la mitose :
http://www.cea.fr/jeunes/mediatheque/animations-flash/sciences-du-vivant/la-division-cellulairela-mitose (page consultée le 29/09/2014)
-
Animation sur la molécule d’ADN et sa réplication :
http://portail.cea.fr/multimedia/Pages/animations/sante-sciences-du-vivant/ADN.aspx
consultée le 29/09/2014)
-
Animations sur la mitose, la méiose … (en anglais) :
http://cellsalive.com/index.htm (page consultée le 29/09/2014)
-
Animations sur la mitose, la méiose … :
http://www.ac-creteil.fr/biotechnologies/ (page consultée le 29/09/2014)
http://www.biologieenflash.net/sommaire.html (page consultée le 29/09/2014)
-
Dossier Sagascience du CNRS sur la cellule animale :
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doscel/accueil2.htm (page consultée le 29/09/2014)
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