reproduction sexuee et diversite des etres humainsx 31 03

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REPRODUCTION SEXUEE ET DIVERSITE DES ETRES HU MAINS
(3ème Leçon)
Pré-re quis
L’accès aux notions essentielles de génétique a été préparé à l’école primaire et dans les classes
précédentes (espèces, fécondation…). Elles sont complétées pour comprendre dans la partie
Evolution des organismes vivants et histoire de la Terre , l’origine commune à tous les êtres
vivants d’une part et celle de leur diversité d’autre part.
En quatrième : L’embryon humain résulte de la fécondation qui se produit dans les heures
suivant un rapport sexuel. L’embryon s’implante puis se développe dans l’utérus.
Programme
Objectifs scientifiques : Première explication de l’unité de l’espèce et de l’unicité de chaque être
humain :
- influence des facteurs environnementaux sur l’expression des caractères individuels à
travers un ou deux exemples ;
- relation entre information génétique et chromosomes ;
- existence d’une information génétique (ADN) considérée comme identiques dans toutes
les cellules somatiques de l’organisme ;
- transmission de l’information génétique ;
- L’origine de la diversité des êtres humains.
Propos i tion de plan
Intr oduct ion : (Accroche) On peut partir de l’image d’une famille (plusieurs enfants différents)
et reconstituer le cycle de reproduction de l’espèce humaine déjà envisagé en 4ème (Ce cycle sera
complété par l’aspect génétique dans le bilan) . Tout individu résulte du développement d’une
cellule œuf issue de l’union d’un spermatozoïde et d’un ovule (Schéma au tableau) .
On cherche à comprendre la diversité des individus d’une même famille tous issus de l’union d’un
spermatozoïde et d’un ovule des mêmes parents.
Démarche en trois temps :
- Montrer que la diversité des individus est en partie liée à l’information génétique ;
- Comprendre que l’information génétique se transmet à l’identique lors des divisions et donc
qu’elle est contenue intégralement dans la cellule œuf ;
- Préciser ce qui détermine le contenu génétique de la cellule œuf et donc le contenu du
spermatozoïde et de l’ovule.
I) D ive rs i té des indiv idus e t infor mat ion génétique
Objectif : La diversité des individus repose sur des caractères de l’espèce (unité) avec des
variations qui lui sont propres (diversité). Montrer que les chromosomes (ADN) portent cette
information. La diversité des individus est liée à celle de l’information génétique.
Bien cibler la diversité et ne pas trop s’attarder sur : ce qui détermine l’unité de l’espèce
humaine et sur les variations individuelles non héréditaires ;
1) Tous se mblables, tous différents
ON (BO) : chaque individu présente les caractères de l’espèce avec des variations qui lui sont
propres. Les caractères qui se retrouvent dans les générations successives sont des caractères
héréditaires. (Les facteurs environnementaux peuvent modifier certains caractères.)

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SUPPORTS ET ACTIVITE : Observation à partir de différents supports des caractères d’un
individu (caractères spécifiques, variations individuelles). Etude d’un arbre généalogique et
identification de la nature héréditaire d’un caractère.
Supports : Photo de quelques humains, arbre généalogique (Raven, Campbell…)
- Repérer des caractères de l’espèce humaine et ceux permettant de différencier les membres
d’une même famille.
- A partir d’un arbre, comprendre pourquoi certains caractères ne sont présents que dans
certaines familles ;
BILAN : Les ind iv idus possèdent de s caractère s prop re s à l’espèce et des var iations
indiv iduelles de ces caractè re s qu i leurs sont p ro p res. Certains caractères d’un
indiv idu sont hér i tés de ses parent s. Les caractères qu i se transmet tent de
géné ration en génération sont des caractères hérédi ta ires. La diversité des indiv idu s
s’expli que, en p artie , p ar la variat ion de ces caractè re s.
2) Localisation de l’information qu i dé termine les caractères hé rédita ires
ON (BO) : Les chromosomes présents dans le noyau sont le support du programme génétique.
Chaque cellule d’un individu de l’espèce humaine possède 23 paires de chromosomes, l’une
d’entre elles présente des caractéristiques différentes selon le sexe.
Un nombre anormal de chromosomes empêche le développement de l’embryon ou entraine des
caractères différents chez l’individu concerné.
Chaque chromosome est constitué d’ADN.
a) Localisat ion cellulaire de l’information génét i q u e
SUPPORTS ET A CTIVITE : protocole d’obtention de Dolly, ou les expériences de
transplantation de noyau d’acétabulaire.
- Ou se trouve l’information génétique?
BILAN : L’information génétique qu i déte rm ine les caractè re s hérédita ires d’un
indiv idu est localisé e dans le noyau
b) Le su p por t de l’infor mat ion généti que
SUPPORTS ET A CTIVITE : Observation microscopique de cellules contenant des chromosomes.
Etude d’un caryotype avec mise en relation nature des ch sexuels/sexe de l’individu.
Supports :
Lame + chromosomes visibles (si cette lame existe, sinon ne pas prendre une lame de méiose).
- Comment l’aspect du noyau se modifie au cours de la division cellulaire.
Photos de caryotypes.
- Quel est le nombre de chromosomes de l’espèce humaine ?
- Quelle est la différence entre le caryotype d’un homme et celui d’une femme ?
Etude de caryotype(s) présentant des anomalies chromosomiques.
- Quelle est l’anomalie observable sur le caryotype de l’individu atteint du syndrome de
Down ?
- Quels caractères héréditaires observables sont modifiés ?
BILAN : le noyau contient des chromosomes q ue l’on peut observe r au moment de la
div ision.

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Le caryoty pe est l’ensemble des chromosomes caractér ist i q u e s de l’esp èce. C elui de
l’espèce humaine comp or te 23 pair e s de chromosomes dont une pair e de chromosome
sexuels : XX ou XY. Une anomalie du nombre de chromosome s modifie les caractè re s
de l’indiv idu.
II) L ’ informat ion génétiq ue des cellules de l’organisme
Objectif : Les chromosomes portent des gènes qui déterminent les caractères héréditaires des
individus. Dans la reproduction sexuée, tout individu est issu du développement d’une cellule
œuf. On montre que toutes les cellules de l’organisme possèdent la même information que cette
cellule dont elles proviennent par division successives.
1) L’infor mat ion génétiq ue p ortée par un chromosome
a) Les gènes humain s
SUPPORTS ET ACTIVITE :
Photo d’analyse de chromosomes par la méthode FISH (hybridation fluorescente in situ. Biologie
cellulaire et moléculaire Karp . Introduction à l’analyse génétique De Boeck )
BILAN : Le s gènes sont porté s par les chromosomes. Le s deux chromosomes de la même
paire por tent les mêmes gènes qu i occup e nt la même posi tion.
b) Gènes et diversi té de s indiv idus
SUPPORTS ET ACTIVITE : étude de documents (groupes sanguins ABO) pour mettre en évidence
l’existence d’allèles.
Cartes de groupes sanguins
Molécules portées par les globules rouges (schéma)
Allèles de différents individus / molécules portées par les globules rouges
- Etablir la relation entre les allèles de l’individu et le caractère observé : marqueur(s)
des globules rouges.
- Mettre en relation l’existence d’allèles différents et la diversité des individus.
BILAN : Les gè ne s sont communs à tou s les indiv idu s mais u n gène p eut exis te r sou s
plus ieurs variante s que l’on ap pelle des allèles. Chaque indiv idu p ossède sa p rop re
combinaison d’allèles. Ce sont les allèles q u i perme t tent d’expli q u e r la diversité des
indiv idus pou r les caractères hé rédita ir es.
2) La transm iss ion de l’information génét i q ue lors de la div ision cellulaire
ON (BO) : Les cellules de l’organisme possèdent la même information génétique que la cellule
œuf dont elles proviennent par divisions successives.
SUPPORTS ET ACTIVITE : Manipulation sur des racines d’oignon. Ou Vidéo d’une mitose ou
série de photos afin de suivre le devenir des chromosomes lors d’une mitose.
Graphique de la quantité d’ADN.
- Décrire le comportement des chromosomes lors de la division.
- A partir de l’analyse du graphique, déterminer les modifications de la quantité d’ADN
avant et pendant la division.

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- Faire une maquette afin de rendre compte du devenir des chromosomes lors de la
division cellulaire et entre deux divisions cellulaires.
BILAN : Les chromosome s se sé parent en deux lots ident iques lors de la div ision d’une
cellule en deux cellules. La quantité d’ADN est doublée avant la div is ion : chaque
chromosome est cop ié entr e deux div is i ons successives.
Les deux cellules issue s d’une div ision ont la même informat ion génétique
3) L’infor mat ion génétiq ue des cellules d’un indiv idu
Rappel 4ème Dvt embryon - photo
L’informat ion généti que est identique dans toutes les cellules issues d’une m itose :
toutes les cellules d’un ind iv idu qu i proviennent de la cellule œuf par mitose
cont iennent la même informat ion génét i que que la cellule œuf.
III) La transm iss ion de l’information génét i q ue d’une générat ion à l’autre
Objectif : montrer que les gamètes qui s’unissent et forment une cellule œuf contiennent 23
chromosomes et que c’est la fécondation qui rétablit le nombre diploïde de chromosomes. Partir
d’un schéma : spermatozoïde + ovule => cellule œuf => mitoses => nouvel individu unique. Chaque
gamète a une combinaison unique d’allèles et la fécondation est un deuxième mélange.
ON (BO) : Chaque cellule reproductrice contient 23 chromosomes. La fécondation rétablit le
nombre de chromosomes de l’espèce
Chaque individu issu de la reproduction sexuée possède un programme génétique qui contribue à
le rendre unique.
Au cours de sa formation, chaque cellule reproductrice reçoit un chromosome de chaque paire.
Lors de la fécondation, spermatozoïde et ovule participent à la transmission de l’information
génétique. Pour chaque paire de chromosomes, un chromosome vient du père et un chromosome
vient de la mère.
1) Le caryotype des cellules rep r oductr ices
SUPPORTS ET A CTIVITE : Caryotypes de spermatozoïdes (deux différents avec X ou Y), photo
fécondation
- Quel est le nombre de chromosomes d’une cellule reproductrice ?
- Utiliser la maquette pour proposer un mécanisme de séparation des chromosomes
- Pourquoi peut-on dire que la fécondation rétablit le caryotype de l’espèce ?
BILAN : Les cellules reproductr ices contiennent un chromosome de chaque pa ir e soi t
23 chromosome s. Elles p r ov iennent de deux div is ions (Les chromosomes ne sont pas
cop ié s entre ces deux div isions). L ors de la fécondation, les chromosomes du
spermatozoïde (23) et de l’ovule (23) sont réunis et le nombre de chromosomes de
l’espèce est rétabli (46).
2) Le conte nu généti q ue de la cellule œuf et la dive r s i té des indiv idus
SUPPORTS ET ACTIVITE : Schéma des chromosomes d’un père (XY, allèles B et O) et de la mère
(XX, allèles A et 0)
- Représenter les chromosomes sur du papier, les découper ;
- Quels sont les contenus possibles de chaque gamète,
- Construire un tableau afin de montrer toutes les combinaisons possibles pour la cellule
œuf.

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BILAN : Le s chromosomes se ré par t i ssent aléatoire ment dans les gamè tes. Chaque
cellule reproductr ice a une combinaison unique de chromosome e t donc d’allèles.
La fécondat ion uni t au hasard un spermatozoïde et un ovule et donne une combinaison
uni q u e d’allèles et donc un programme génét ique uni que dans la cellule œuf.
Pour chaque gène, un indiv idu possède un allèle de son père et un allèle de sa mère.
La repr oduc tion sexuée , lors de la format ion des cellules re productr ices et lors de la
fécondation, permet la création au hasard d’un patr imo ine génétiq ue uni que p r o p r e
à chaque indiv idu de l’espèce humaine.
Re pr i se du schéma de départ mais on ajoute chromosomes, allèles. On associe
reproduct ion sexuée et diversité génét i que des êtr e s humains.