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CELLULE, ADN ET UNITE DU VIVANT
CHAPITRE 4 : MISE EN PLACE DU PLAN D’ORGANISATION ET PROGRAMME
GENETIQUE
• Rappel chapitre 1 :
Les vertébrés présentent un plan d'organisation commun : plan de symétrie bilatérale, axes de
polarité (antéro-postérieur, dorso-ventral, droite-gauche), disposition des principaux organes
par rapport à ces axes.
• Comment et pourquoi se met en place le plan d’organisation caractéristique d’une
espèce
I] Mise en place des axes de polarité au cours du développement embryonnaire
Le développement embryonnaire : de la fécondation à l’éclosion (pour les œufs) ou
l’accouchement.
• Les ovules sont constitués d’une seule cellule, et pas d’organes => symétrie axiale
Donc, le plan d’organisation n’est apparemment pas réalisé dans l’œuf juste fécondé.
• Quand et comment le plan d’organisation (axes de polarité, symétrie bilatérale) se met-
il en place ?
Entre ces deux stades (ovule et adulte), il existe deux grandes phases : le développement
embryonnaire et la croissance.
Regardons si le plan d’organisation est déjà réalisé chez l’embryon…

• Activité 1 : Mise en place du plan d’organisation chez les vertébrés
Objectif de l’activité : Détermination du moment de la mise en place du plan d’organisation
d’un vertébré le Xénope puis généraliser à d’autres vertébrés
S’informer à partir d’internet
• Partie 1 : Le développement du Xénope de la fécondation à l’adulte
 Accès au site :
- internet explorer puis Google
- recherche de " ontogenese reims "
- sélectionner le site de l'académie de Reims (1
er
résultat).
 Répondre aux questions à l'aide du site :
1) L’ovocyte de Xénope :
a) Légender le schéma ci-dessous
Schéma d’un ovocyte de Xénope
b) Du point de vue de la symétrie à quoi correspond l’axe PA-PV ?
C’est un axe de symétrie. L’ovule présente une symétrie par rapport à l’axe PA-PV.
2) La fécondation :
a) Que provoque la pénétration du spermatozoïde dans l’ovocyte ?
Une rotation du pôle animal et l’apparition d’un croissant gris
b) A quoi correspondra, ultérieurement, la zone du croissant gris ?
Le croissant gris correspondra à la zone dorsale
c) Quelle est la symétrie de cette cellule-œuf ? (plan ou axe) Dessiner-la sur le schéma ci-
dessous.
La cellule-œuf qui donnera l’embryon présente un plan de symétrie.
d) Quel(s) est (sont) l’(les) axe(s) de polarité de cette cellule-œuf ? Dessiner-le(s) sur le
schéma ci-dessous.
La cellule-œuf présente 2 axes de polarité : antéro-postérieur et dorso-ventral

Schéma d’une cellule-œuf de Xénope
Le croissant gris apparaît
toujours d
ans la zone opposée
à l’entrée du spermatozoïde
(localisation)
Il y a symétrie par rapport à
un plan de symétrie bilatérale
Il y a 2 axe(s) de polarité :
Ave antéro-postérieur
Axe dorso-ventral
(axes à nommer)
e) Quelle conclusion peut-on tirer quant au moment d’apparition des axes de polarité du
Xénope.
L’apparition des axes de polarité aura lieu au moment de la fécondation et se mettra en place
durant le développement embryonnaire.
3) Les autres étapes du développement :
Vous allez retrouver sur une vidéo les différentes étapes du développement du xénope :
 Accès au site : ouvrir une nouvelle page internet
- internet explorer puis Google
- recherche de "embryogenese xenope caen"
- sélectionner le site de l'académie de Caen (1
er
résultat).
a) Décrire en quelques phrases le développement embryonnaire du Xénope après la
fécondation (à l’aide de la vidéo et du site).
Après la fécondation, la cellule œuf entre dans une phase caractérisée par une succession de
divisions. De 16 à 64 cellules, l’embryon ressemble à une petite mûre.
La phase suivante provoque des remaniements à l’intérieur de l’embryon : déplacements
cellulaires.
La dernière phase permet la mise en place du système nerveux par :
Le stade final ressemble déjà à un petit têtard dont on peut reconnaître certaines parties
(comme l’œil).
b) Placer, sur la photo ci-dessous représentant un embryon au stade bourgeon caudal, les
axes de polarité déjà identifiables.
- l'ébauche du SN et la corde correspondent à la face dorsale et déterminent l'axe dorso –
ventral.
- l'encéphale détermine l'avant de l'animal donc l'axe antéro-postérieur

Stade du bourgeon caudal (œil et branchies visibles)
4) Conclusion : Quand les caractéristiques du plan d’organisation se mettent-elles en place ?
La symétrie et les 2 axes de polarité caractéristiques du Vertébré sont mis en place lors du
développement embryonnaire.
• Partie 2 : Comparer les étapes du développement embryonnaire chez les Vertébrés
 Accès au site : ouvrir une nouvelle page internet
- internet explorer puis Google
- recherche de " developpement homme inrp "
- sélectionner le site de l'académie de l’INRP (1
er
résultat)
- comparer le développement embryonnaire du poisson zèbre et de l’homme avec le Xénope.
• Etude d’un texte :
Karl Von Baer : ‘j’ai deux petits embryons conservés dans l’alcool sur lesquels j’ai oublié de
mettre des étiquettes. Je suis maintenant incapable de déterminer les genres auxquels ils
appartiennent. Ce sont peut-être des Lézards, des oiseaux ou même des mammifères.’
1) Que suggère le site et le texte quant au développement embryonnaire de différents
vertébrés.
Il apparaît une grande ressemblance entre jeunes embryons de différents Vertébrés ce qui
suggère un ancêtre commun.
2) A l’aide de la question précédente, formuler une hypothèse sur l’origine du
développement embryonnaire.
Les embryons jeunes de Vertébrés ont de profondes ressemblances. Ceci suggère encore que
tous les Vertébrés aient un ancêtre commun chez lequel le développement embryonnaire était
semblable => Des gènes communs…
• Bilan :
Le développement embryonnaire permet la mise en place des axes de polarité et des
organes de l'animal, donc de son plan d'organisation.
(Les étapes du développement embryonnaires sont identiques chez tous les Vertébrés,
mais au stade final du développement, l'embryon a les caractéristiques de son espèce.
On en déduit :
- que la cellule œuf contient dans son programme génétique l'information permettant
l'élaboration du plan d'organisation propre à l'espèce.
- qu'une partie de ce programme est semblable chez les différentes espèces animales car
elles ont le même plan d'organisation dont la mise en place se fait selon les mêmes étape

II] Le contrôle génétique du développement embryonnaire
ACTIVITE 2 : LE DEVELOPPEMENT EMBRYONNAIRE ET SON CONTROLE
Rappel : Lors de la précédente activité, vous avez mis en évidence que le plan d'organisation
du Xénope se met en place pendant le développement embryonnaire.
Partie 1 : Comparaison des étapes du développement embryonnaire chez différents
vertébrés
• Les étapes du développement embryonnaire observées chez le Xénope se retrouvent-
elles chez d’autres animaux vertébrés ?
Document 1 :
D’après Romanes 1901 in Biologie du développement, S.F. Gilbert, 1996, De Boeck Université
1) A l’aide du document ci-dessus, comparer les étapes de développement embryonnaire
de différents Vertébrés. Indiquer les principaux points communs et différences
observées.
Les premiers stades du développement embryonnaire des vertébrés présentent de profondes
ressemblances. Au fur et à mesure qu’il se développe, l’embryon prend les caractères de son
espèce.
2) Formuler une hypothèse expliquant les similitudes observées lors des premiers stades
du développement embryonnaire de ces différents vertébrés.
Les similitudes observées laissent à penser qu’il y aurait un ancêtre commun.
On retrouve des stades de développement communs dans les différents groupes de
Vertébrés. Ceci amène à penser que les différentes espèces de Vertébrés dérivent d’ancêtres
communs plus ou moins éloignés dans le temps en fonction des similitudes de leur
développement.
3) Bilan : Répondre à l’interrogation de départ (= Les étapes du développement
embryonnaire observées chez le Xénope se retrouvent-elles chez d’autres animaux
vertébrés ?). Que peut-on en conclure ?