Chapitre 2 : Reproduction Sexuée et la Diversité. La Reproduction sexuée est le processus impliquant deux sexes et donc, en développant une progéniture qui se distingue génétiquement des parents. Qu’est-ce que c’est la différence? Expliquer. La reproduction sexuelle garantit la variation. La progéniture prend des caractéristiques des deux sexes. La progéniture n'est pas identique aux parents. Diversité: les différences dans les caractéristiques provoquées par les facteurs génétiques et de l'environnement. La Reproduction Sexuée dans les Humains. La reproduction sexuée commence par les organes sexués spécialisés appelés des gonades. On les appelle les testicules dans les mâles et les ovaires dans les femelles. Ils rendent des cellules spécialisées appelées les spermatozoïdes et les ovules. Le biologiste les appellerait les gamètes. Dès que ces gamètes se rencontrent dans la trompe de Fallope femelle, la fécondation se produit. La fécondation réussie s'ensuit dans la formation d'un zygote, le nom donné à la première cellule du nouvel organisme. L'explication de la diversité dans les familles est des chromosomes. Vous savez que chaque cellule dans votre corps a 46 chromosomes. Ces 46 sont arrangés dans 23 paires qui ressemblent l'un à l'autre. On appelle ces paires des chromosomes homologues. Vous avez reçu un membre de chaque paire de votre mère et d'autre de votre père. Les cellules de corps humaines sont diploïde appelé (vous pouvez vous en souvenir en pensant "à di" qui signifie double). Le nombre diploïde humain est 46. Mais, nos cellules sexuelles spécialisées (appelé des gamètes : le sperme et l'œuf) ont seulement 23 chromosomes. Ainsi les gamètes sont connus comme haploïde Méioses Méioses est le processus qui garantit que les gamètes reçoivent seulement le nombre haploïde dans méioses. Seulement les gamètes haploïdes peuvent se combiner pendant la fécondation pour former le zygote diploïde. Raisons pour la Méioses. La raison de méioses est de garantir que les zygotes sont génétiquement différents. Les gamètes ont 23 chromosomes et sont haploïde, donc ils ont la possibilité de devenir diploïde (46). Pendant la première étape de méioses l'enjambement commence. Enjambement : L'échange de matière génétique entre les paires homologues de chromosomes. Cela se produit dans Prophase 1. Prophase 1 : Avant méioses, les 23 paires homologues copient, en faisant encore 23 paires de sœur. Après que la membrane nucléaire se dissout, l'enjambement commence entre les chromosomes. Alors les fibres grandissent des centrioles et s'attachent aux paires homologues au centromère. Métaphase 1 : Les fibres raccourcissent et les paires homologues se mettre en rang au centre. Anaphase 1 : Les fibres séparent les paires homologues, 23 paires déplaçant vers la gauche et 23 paires bougeant vers la droite. Télophase 1 : La nouvelle membrane nucléaire se forme autour des 23 paires de chromosomes. Le résultat est 2 cellules avec 23 paires des chromosomes. Finalement ils serreront 2 nouvelles cellules. Méioses 2 : la Deuxième Division. Prophase 2: Les fibres attaches aux chromosomes dédoublent. Métaphase 2: Les fibres raccourcissent et mettent en ligne les chromosomes dédoubles au centre. Anaphase 2: Les fibres déchirent les chromosomes dédoubles au centromère (23a la gauche, 23 a la). Télophase 2: la nouvelle membrane nucléaire se forme autour des 23 chromosomes (haploïdes). Le résultat final est 4 génétiquement différentes cellules haploïde (les gamètes). Finalement, la division de cellule arrive et 4 nouvelles cellules sont formées. Pour les femelles seulement une cellule d'œuf haploïde est produite. (La page 50, Figure 2.5). Pour les mâles, le résultat final est 4 cellules haploïdes. Les spermatozoïdes sont produits (La page 50, Figure 2.5). Réponses p. 50 1a) La reproduction asexuée requiert un seul parent. Chaque nouvel organisme est généralement identique au parent. Dans la reproduction sexuée, l’union des gamètes des deux parents) l’ovule de la femelle et le spermatozoïde du male) est nécessaire. La reproduction sexuée peut être externe ou interne. Des combinaisons de l’information génétique des parents sont transmises aux descendants. b) Les cellules somatiques sont diploïdes et n’interviennent pas dans la formation des gamètes. Les gamètes, ou cellules sexuelles (ovule et spermatozoïde), possèdent chacun une chaine de chromosomes et sont haploïdes. c) Le terme ‘haploïde’ désigne les gamètes d’une cellule, d’un tissue ou d’un individu possédant une seule chaine de chromes. Le terme ‘diploïde’ désigne une cellule, un tissue ou un individu ayant une double chaine de chromosomes. 2. Les zygotes résultent de l’union de gamètes male et femelle (ovule et spermatozoïde); le spermatozoïde féconde l’ovule. 3. Une paire de chromosomes homologues consiste en des chromosomes de même type qui s’associent durant la première phrase de la méiose; ce sont deux exemplaires quasi identiques de chaque chromosome. Dans les cellules diploïdes, un seul chromosome de cette paire est porteur de segments équivalents du matériel génétique. Le double assortiment de chromosomes homologues est important parce qu’il permet l’enjambement durant la méiose; l’information génétique est ainsi échangée entre les chromosomes apparies. Il en résulte des gamètes pourvus de noyaux non identiques. 4. La principale différence entre la mitose et la méiose réside dans le fait que les chromosomes ne se répliquent pas entre les deux divisions au cours de la méiose. Durant la méiose, une seule réplication des chromosomes a lieu tout comme durant la mitose, mais il y a deux séparations des chromosomes plutôt qu’une seule. Reproduction Sexuée chez les Animaux. Le processus suivant est le même pour tous les organismes qui se reproduisent sexuellement : • Méioses produit des gamètes. • un gamète mâle (le sperme) se combine avec un gamète femelle (l'œuf). • un zygote est produit et se développe dans un embryon. • l'embryon se développe par mitoses et la cellule divise dans une progéniture adulte. Diagramme. Œuf Sperme (23) Œuf (23) Œuf Féconde (46) Embryon (46) Pour la reproduction sexuée d’être un succès, les besoins suivants doivent être satisfaits : • les gamètes mâles et femelles doivent arriver dans le même endroit en même temps pour la fécondation puisse arriver. • le zygote doit recevoir la nourriture adéquate, l'humidité, la chaleur et la protection pour se développer. Le fait d'accoupler et la Fécondation chez les animaux. Le fait d'accoupler est simplement le processus quand 2 membres d'une population se réunissent pour combiner leurs gamètes pour la fécondation. Comme vous savez, il y a beaucoup d'espèces d'animaux. Donc, il semble seulement naturel qu'il y a beaucoup de différentes saisons et temps. 2 Points Clé: • la Fécondation peut seulement se produire si un sperme se rencontre un œuf de la même espèce. • le sperme et l'œuf sont extrêmement délicats et mourront s'ils se dessèchent, donc un environnement moite est essentiel pour leur survivance. Bien que les animaux arrivent ensemble pour s'accoupler aux temps différents, il y a 2 type d'accouplant principaux : Fécondation Externe: ici, le sperme et l'œuf se rencontrent à l'extérieur des corps des deux parents. La plupart des animaux habitant d'eau reproduisent de cette façon, par exemple, les poissons et les grenouilles. Fécondation Interne: la Plupart des animaux qui vivent sur le terrain se reproduisent à l'intérieur. Pour cela d’arriver, un mâle doit avoir une structure spécialisée. Pour les reptiles et les oiseaux, le transfert de sperme du mâle à la femelle est rendu possible par le cloaque. Plus tard, le jeune reptile sort de sa coquille. Les oiseaux investissent plus de temps dans leurs jeunes. Ils les nourrissent et les protègent des prédateurs. Il y a de différentes formes de développement: • Métamorphose Incomplète: (la page 57) C'est de près associé aux grillons et les sauterelles. Ici, l'organisme se développe par une série de stades et de changements. L’œuf ------ la nymphe ------ l’adulte •Métamorphose Complète: (la page 58) Les changements dans un adulte en changeant d'une forme à un autre. Ici, l'adulte a très petite ressemblance au premier stade. Des œufs ----une larve ----une chenille----une chrysalide----un cocon ----un adulte Les Mammifères: • Tous les mammifères se reproduisent par fécondation interne. • Tous les mammifères ont des glandes mammaires. • Ils produisent du lait pour nourrir leurs petits • Ils ont des périodes de gestation. Les Marsupiaux, les opossums et les kangourous ont un bébé dans un premier stade de développement. Les jeunes se trainent à la poche de sa mère. Les Hermaphrodites : Ils ont les organes reproducteurs mâles et femelles. Ils échangent le sperme pour développer l'œuf à l’intérieur (les vers). Réponses p. 59 1a) Le cycle fondamental de la reproduction sexuée chez les animaux obéit a la même séquence :i) la méiose produit les gamètes ii) un gamète male (spermatozoïde) s’unit a un gamète femelle (ovule), iii) un zygote se forme et devient un embryon, et iv) l’embryon se développe par mitose et division cellulaire en un descendant mature. b) Ce cycle assure la diversité des descendants parce que la méiose permet l’échange d’information génétique pendant l’enjambement a la prophase I. Ainsi, chacune des cellules filles formées a la fin de la Télophase II, possède des noyaux non identiques. Les gamètes haploïdes fusionnent pour produira un zygote diploïde. Le zygote qui en résulte est unique parce qu’il renferme du matériel générique du male et de la femelle. 2 a) L’accouplement est l’union des gamètes de deux membres d’une communauté animale pour la fécondation. L’accouplement n’assure pas à lui seul la reproduction parce que le male peut être incapable de produire une quantité suffisante de sperme ou sperme viable pour féconder les œufs. De plus, les conditions du milieu peuvent être défavorables au développent de petits. Dans la fécondation externe, le sperme risque de ne pas parvenir jusqu’aux œufs. Dans la fécondation interne, la femelle peut être capable de pouvoir au développent de l’embryon pendant toute la gestation. b) La fécondation est l’union de l’ovule et du spermatozoïde pour former le zygote. La fécondation n’assure pas a elle seule la reproduction des individus parce que les zygotes nouvellement formes peuvent servir a la subsistance d’un prédateur local. Il peut arriver que l’utérus de la femelle soit incapable de retenir l’embryon en cours de développent pendant toute la durée de la gestation. c) Pour que la reproduction des individus donne les résultats escomptes, zygote produit doit devenir un individu autonome. 3a) L’anémone de mer libère probablement plus de gamètes en une seule fois que la grenouille parce que les anémones n’entrent pas en contact les unes aves les autres pour l’accouplement. La diffusion d’une grande quantité de gamètes accroit la probabilité que les œufs et le sperme se rencontrent et s’unissent. b) Le saumon donne probablement naissance a un plus grand nombre de petits dans une même portée que la baleine. Le saumon ayant un mode de fécondation externe, ses œufs se développent à l’extérieur de l’organisme de la femelle. De plus le satonne ne protège pas ses alevins âpres l’éclosion. La baleine ayant un mode de fécondation interne, ses descendants se développement a l’intérieur du corps de la femelle. Les baleines ont une longue gestation; leur descendants atteignent une taille imposante et ont grandement besoin d’être protège. Les baleines ne peuvent pas donner naissance à une descendance nombreuse au cours de leur existence. 4. Les conditions requis pour le processus de la fécondation donnent les résultats escomptes : - les ameutes male et femelle doivent arriver au même endroit, en même temps; - le zygote a besoin d’un apport adéquat de nourriture, d’humidité et de chaleur ainsi que d’une bonne protection pour se développer. 5. Les anémones d’une même communauté libèrent leurs gamètes a peu prés au même temps, souvent en réaction a un signal venant du milieu, par exemple la pleine lune. . La synchronisation accroit la probabilité que leur sperme et leurs œufs se rencontrent et s’unissent. La diversité au sein des individus est assure puisque, compte tenu du nombre très élève de gamètes libères en même temps, il en résulte de multiple combinaisons génétique dont quelquesunes pourraient donner des caractéristiques particulières.