Sciences naturelles 10F Unité 1: La reproduction (Partie I)

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1 Sciences naturelles 10F Unité 1: La reproduction (Partie I) Bloc A : La mitose Bloc B : La reproduction asexuée Bloc C : La méiose Bloc D : La comparaison de la mitose et de la méiose Bloc E : Les adaptations favorables à la reproduction 1

2 Bloc A : La mitose RAS S : Illustrer et expliquer le processus de la division mitotique des cellules végétales et animales. RAS S : Observer et expliquer la nature dynamique de la division cellulaire. La théorie cellulaire Des scientifiques tels que Schwann, Schleiden et Virchow ont fait des milliers d observations des tissus vivants. D après leurs observations, les 4 énoncés de la théorie cellulaire étaient conçus : Les 4 postulats/énoncés sont : 1. Tous les organismes vivants se composent d une ou de plusieurs cellules. 2. La cellule est l unité de base de la structure et du fonctionnement de tous les organismes. 3. Toutes les cellules proviennent de cellules qui existaient auparavant. 4. L activité d un organisme entier dépend de l activité totale de ses cellules indépendantes. Les cellules Qu est-ce qu une cellule? C est la petite unité fonctionnelle de tout être vivant. Il y a 2 types de cellules: animales et végétales. À l intérieur de la cellule on retrouve des organites. Ils sont des structures dans la cellule qui ont une fonction spécifique. 2

3 Une cellule animale (p. 12) 3

4 Une cellule végétale (p. 12) Les parties de la cellule Le noyau: un organite entouré d une double membrane poreuse entourant l ADN (acide désoxyribonucléique). C est le centre de contrôle de la cellule ( le cerveau ). Il contient l information génétique pour la croissance et le fonctionnement de la cellule. La membrane nucléaire: une double membrane fine qui sépare le contenu nucléaire du cytoplasme. 4

5 Le nucléole: c est la zone plus foncée et condensée dans le noyau de la cellule. Il produit les ribosomes. La chromatine: les longs brins d ADN répartis dans le noyau de la cellule. Il se trouve sous forme invisible (diffuse) mais lors de la division cellulaire, il devient plus claire et plus différenciée et forme des chromosomes. Les chromosomes: ils sont dans le noyau d une cellule et sont une structure à double brin qui porte le matériau génétique. Ils sont les instructions pour fabriquer de nouvelles cellules ayant les mêmes caractéristiques que la cellule mère. Le cytoplasme: une substance ressemblant à du gel entre le noyau et la membrane cytoplasmique. La membrane cytoplasmique: structure perméable de façon sélective entourant le contenu de la cellule. C est aussi appelée la membrane cellulaire. Le réticulum endoplasmique: une structure tubulaire qui forme un système de canaux transportant des matériaux vers différentes parties de la cellule. Les ribosomes: petites structures granuleuses qui participent à la fabrication des protéines. L appareil de Golgi: organite formé d un empilement de sacs aplatis contenant des protéines. Les mitochondries: un organite de forme ovale qui transforme l énergie d une cellule. C est le site de respiration des cellules. Les lysosomes: un organite qui décompose la nourriture et digère les déchets et les parties abimées. C est comme l estomac. Les plastes: il y a 3 différents types. a) chloroplastes: propres aux végétaux chlorophylliens; ils convertissent la lumière en énergie utilisable (la photosynthèse). b) chromoplastes: contiennent les pigments comme la carotène. c) leucoplastes: lieu de stockage de l'amidon. Les centrioles: dans les cellules animales, les organites qui organisent les fibres fusoriales pendant la mitose. Les vacuoles: organite remplie de fluide qui stocke l eau, les aliments, les déchets et autres matériaux. La paroi cellulaire: une structure rigide entourant la membrane cellulaire des plantes qui soutient et protège la cellule. 5

6 Comparaison entre les cellules végétales et animales Cellules animales Cellules végétales Sciences naturelles 10F Les termes reliés à la cellule Nom: Date: 1. Je suis le cerveau, le centre de contrôle de la cellule. 2. On me trouve seulement dans les cellules végétales et je sers à fabriquer la nourriture par la photosynthèse. 3. Je suis le liquide gélatineux dans lequel les organites de la cellule baignent. 4. Je qualifie la membrane qui entoure le noyau. 5. Je qualifie la membrane à l entoure de la cellule. 6. Je suis un genre de sac qui sert à entreposage des liquides à l intérieur de la cellule. 7. Je suis responsable de la respiration de la cellule. 6

7 8. J apporte de la rigidité aux cellules végétales. x 9. Je ressemble à un petit bâtonnet; présent dans les cellules animales, je joue un rôle important lors de la division cellulaire. 10. Je suis une série de sacs aplatis et j ai pour fonction la transformation des matériaux. x x 11. Je suis une série de canaux qui servent au transport de matériaux à l intérieur de la cellule. x 12. Nous sommes des particules qui baignent dans le cytoplasme. Le cycle cellulaire (p ) Déf 1: Processus de division cellulaire par lequel une cellule mère se développe, se copie, et se divise en deux cellules filles. Une cellule mère est la cellule originale qui va se diviser. Les cellules filles sont le résultat après la division de la cellule mère. Déf 2 : Processus de division cellulaire qui produit une copie exacte de lui-même. Les trois parties principales du cycle cellulaire s appelle l interphase, la mitose et la cytokinèse. Anatomie d un chromosome 7

8 Partie 1 : L interphase : C est la partie la plus longue du cycle cellulaire. La cellule se prépare pour une division cellulaire. La cellule grandit. Il y a réplication de l ADN. Partie 2 : La mitose Déf: La mitose est un processus de division cellulaire par lequel le matériau génétique reproduit se divise en deux ensembles identiques de chromosomes. Le terme mitose vient du mot grec mitos qui signifie filament. C est la deuxième partie du cycle cellulaire. Les 4 grandes fonctions de la mitose sont : Les phases de la mitose Il y a 4 phases en tout qui ont toujours lieu dans le même ordre. Ils sont: Prophase: - les centrioles se déplacent vers les côtés opposés du noyau. - les fibres fusoriales (FF) commencent à se former autour de chaque centriole. - la membrane nucléaire disparaît. 2. Métaphase: - les centromères de chaque chromosome s attachent et s orientent vers un centriole différent. - les paires de chromatides s alignent à l équateur de la cellule. 8

9 3. L anaphase: - les FF s commencent à se rétrécir et contracter qui défait le centromère. - les chromatides sœurs se séparent. - chacun des brins se déplace vers les pôles opposés de la cellule. 4. Télophase: - les FF s commencent à se disparaître. - la cellule commence à pincer vers son centre. - deux noyaux différents prennent forme et les centrioles sont doublés. - il y a un nucléole dans chacun des noyaux. Partie 3 : La cytokinèse C est la dernière partie du cycle cellulaire. Déf: un processus qui divise une cellule mère en deux cellules filles. Chez les cellules animales, la membrane cellulaire se pince vers son centre (étranglement) et divise la cellule mère en deux cellules filles. 9

10 Chez les cellules végétales, une nouvelle paroi cellulaire se développe et sépare la cellule mère en deux cellules filles. Liens des animations et vidéos (Ils sont aussi à mon site web) mitosis_and_cytokinesis.html DWMg&index=4&list=PLoNF2StTKQQPCWNBIFN7i_FiV74SdO9H Le cycle cellulaire (p ) Les 4 grandes fonctions de la mitose sont : Il est chargé de la croissance et du développement de toutes les cellules du corps. Grâce à ce cycle, le # de chromosomes (X) dans le noyau reste constant quel que soit le # de cellules que le corps contient et quel que soit l âge de la personne. Le # de X varie d une espèce à l autre. Différents espèces et le # de chromosomes Chez l être humain il y a Chez le chien il y a chromosomes par noyau. chromosomes par noyau. 10

11 Chez les plantes de tomates il y a Chez les écrevisses il y a chromosomes par noyau. chromosomes par noyau. *** Il n y a pas de rapport entre la complexité d un organisme et le # de X s.*** Remplacement normal des cellules Pendant que tu grandis, la mitose et la division cellulaire multiplient le # total de cellules du corps. Ce processus continu jusqu à l âge adulte. Arriver à l âge adulte, le processus de la mitose continu pour garder ces chiffres constant. ***Environ 3 milliards de cellules meurent chaque minute.*** La durée de vie de certaines cellules du corps humain Cellules du cerveau: Globules rouges: Cellules de l estomac: Cellules hépatiques (la foie): Cellules intestinales: Cellules de la peau: Les types de cellules qui ne sont pas remplacées par la mitose : La régénération C est le processus qui consiste à réparer les cellules blessées et à remplacer les parties du corps qui ont disparu. Si tu te coupes, ta peau va guérir assez rapidement. Un os cassé va prendre plus de temps à guérir. Le vieillissement Plus on vieillit, plus les cellules meurent et ne sont pas remplacées ou plutôt remplacées plus lentement. Le cancer Les instructions de l ADN d une cellule contrôlent le rythme de la division cellulaire. Le cancer est le résultat d un cycle cellulaire qui est hors de contrôle. 11

12 Il en résulte une division anarchique des cellules qui entraîne une tumeur. Certaines causes du cancer Feuille de travail # 1 Nom: Le cycle cellulaire Date : En utilisant vos notes et en lisant les pages 17-28, répondez les questions suivantes. 1. Qu est-ce que le cycle cellulaire? 2. Que sont les trois parties du cycle cellulaire? 3. Pendant quelle partie du cycle cellulaire est-ce qu il y a réplication de l ADN? 4. Que veut dire la mitose? 5. Combien de cellules obtient-on après la mitose? 6. Définissez les cellules filles. 7. Définissez la cellule mère. 8. Chez les êtres humains, combien de chromosomes existent-ils dans la cellule mère? 9. Chez les êtres humains, combien de chromosomes existent-ils dans la cellule fille? 12

13 10. Que sont les quatre grandes fonctions de la mitose? 11. En ordre chronologique, nommez les phases de la mitose. 12. Identifiez une caractéristique importante de chaque phase de la mitose. 13. Identifiez les phases de la mitose selon les diagrammes suivantes. 14. Quel nom porte la dernière partie du cycle cellulaire? 15. Décrivez ce qui se passe lors du cancer. 16. Donnez un exemple de type cellule qui ne se divise pas (en autres mots, qui ne subit pas la mitose). 17. Pourquoi selon vous les cellules de l estomac meurent rapidement? 18. Expliquez la différence entre la division des cellules végétales et les cellules animales? 19. Quelle est la durée de la mitose? 13

14 20. Quelle est la durée de l interphase? 21. Quelle est la durée du cycle cellulaire? 22. Identifiez 2 signes du vieillissement? 23. Dans quelle phase il y a formation de deux noyaux? 24. Est-il possible qu un bout de doigt puisse être régénérer chez un être humain? 14

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16 Bloc B : La reproduction asexuée RAS S : Décrire divers types de reproduction asexuée chez les plantes et les animaux. RAS S : Étudier et décrire des applications de la reproduction asexuée en agriculture. Qu est-ce que c est la reproduction asexuée? On va étudier 5 différents modes de reproduction asexuée. 1. La fission binaire Déf: un processus au cours duquel un organisme unicellulaire se divise en deux parties égales par la mitose. Une cellule mère donne deux cellules filles identiques. L exemple le plus connu est celui des bactéries. D autres exemples sont les algues et les protistes. 2. Le bourgeonnement Déf: un descendant se développe comme une excroissance tissulaire (le bourgeon) sur le parent pour ensuite se détacher et devenir un organisme indépendant. Des exemples sont les hydres d eau douces (pluricellulaires) et les levures (unicellulaires) et les éponges. 3. La sporulation Déf: processus au cours duquel un organisme produit, grâce à la mitose, des cellules reproductrices (les spores) qu ils entreposent dans des sporanges. Les sporanges éclateront au moment propice pour libérer les spores capables de produire des organismes adultes. Des exemples sont les moisissures sur le pain et le pénicillium. 4. La multiplication végétative ou la reproduction végétative Déf: Chez les plantes, processus au cours duquel un nouvel organisme est créé à partir des racines, des tiges ou des feuilles. 16

17 À partir des racines Chez certaines plantes, les cellules méristématiques des racines font une division mitotique pour faire pousser des tiges, feuilles et racines. Ex) l asperge et les pissenlits À partir des tiges Le marcottage: méthode qui consiste à faire pousser des racines à partir de branches ou de pousses d une plante mère en recouvrant ces parties de terre. Ex) les fraises et les framboises Le greffage: technique qui attache une tige d une plante à une autre place. Ex) les pommes, les raisins, les roses À partir des tiges et feuilles Le bouturage: technique qui prend une tige et des feuilles d une plante pour produire autres nouvelles plantes qui sont identiques. Ex) bégonia et coléus 5. La fragmentation ou la segmentation Déf: processus au cours duquel un animal pluricellulaire est divisé en fragments. Chaque fragment à son tour devient un organisme complet en régénérant la partie qui lui manque. Des exemples sont les planaires et les étoiles de mer. 17

18 Les termes à trouver dans le mot caché sont : sporanges hyphes fragmentation amibe bourgeonnement spore fission binaire levure colonie invertébrés reproduction asexuée bactérie protistes moisissures régénérant 18

19 En utilisant la banque de mot sur la page 16, écrivez le terme approprié sur chacun des lignes. 19

20 Bloc C : La méiose RAS S : Illustrer et expliquer la production des gamètes mâles et femelles par méiose chez les plantes et les animaux. Qu est-ce que la reproduction sexuée? Qu est-ce que la méiose? Les cellules somatiques contiennent un complément diploïde de chromosomes (des paires de chromosomes qui déterminent l information génétique complète d un individu). Les 2 X s d une même paire sont appelés des homologues et habituellement fort semblables. Diploïde : Haploïde : Les résultats de la méiose La méiose produit des cellules haploïdes (des cellules dans lesquelles seulement un des chromosomes homologues de chaque paire est présent). Ces cellules génératrice appelées gamètes, permettent de ne transmettre à la progéniture que la moitié de l information génétique de chacun des parents. 20

21 La gamétogenèse C est la formation des gamètes. Chez les femelles, des ovules. Chez les mâles, des spermatozoïdes. L union d un spermatozoïde et d un ovule s appelle la fécondation. Ceci engendre un zygote, une cellule diploïde originale d un nouvel organisme. Les étapes de la méiose La méiose se déroule en 2 étapes distinctes, la méiose I (où le X s homologues se séparent) puis la méiose II (où les brins ou chromatides se séparent). Après la méiose I, les 2 cellules-filles sont déjà haploïdes, mais leurs X s sont à deux brins ou à double chromatide. Après méiose II, les 4 cellules-filles sont haploïdes et leurs X s sont à un brin ou à chromatide unique. Les phases de la méiose Prophase I : 2n chromosomes Disparition de l enveloppe nucléaire Condensation de la chromatine Apparition des chromosomes homologues Les 2 chromosomes homologues se rejoignent et forme un bivalent L enjambement se produit Les fibres fusoriales se forment entre les centrioles 21

22 Lors d un enjambement, un brin d un chromosome échange du matériel génétique avec un brin de l autre chromosome homologue. Chez les humains, il y a typiquement 2-3 enjambements par paire de chromosomes. Ceci augmente la variation génétique parmi une espèce. Métaphase I : Les paires de X s homologues s alignent au hasard le long d une ligne qui traverse la cellule en son centre Les paires de chromosomes sont au centre de la cellule. Anaphase I : Les ff s commence à se rétrécir. Les chromosomes homologues se séparent et voyage dans des directions opposés de la cellule. Les chromatides sœurs ne se séparent pas. Chaque chromosome s éloigne de son homologue et migre vers le pôle opposé Télophase I : La cellule se divise en deux Les enveloppes nucléaires réapparaissent Dans chaque cellule, on a n chromosomes à deux chromatides Il y a décondensation des chromosomes Prophase II : Disparition des enveloppes nucléaires (2 e fois) Recondensation de la chromatine 22

23 Métaphase II : Les chromosomes viennent se placer au centre de la plaque équatoriale par le centromère Anaphase II : Les chromatides sœurs se séparent et se déplacent vers les pôles opposés de la cellule Les brins de chromosomes se déplacent vers les pôles opposés de la cellule Télophase II : Chaque cellule se divise en deux, chacune ayant n chromosomes à un chromatide La fin de la méiose Après la télophase II, 4 cellules haploïdes ont été produites. Chaque cellule est différente de l un l autre. Liens des animations et vidéos (Ils sont aussi à mon site web) meiosis = double cell division 23

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26 Bloc D : La comparaison de la mitose et de la méiose RAS S : Comparer la fonction de la mitose à celle de la méiose. RAS S : Comparer la reproduction sexuée à la reproduction asexuée relativement aux inconvénients pour diverses espèces de plantes et d animaux. Catégorie Mitose Méiose Type de division Cellules concernées Comportement des X s Nombre de cellules filles Ploïdie des cellules filles Qualité des cellules filles Activité dans le temps Fonction des cellules Produites Durée de la division Liens des animations et vidéos (Ils sont aussi à mon site web) s.html 26

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35 Bloc E : Les adaptations favorables à la reproduction RAS S : Étudier et expliquer des adaptations de diverses espèces de plantes et d animaux pour augmenter leurs chances des se reproduire. Qu est-ce qu une adaptation? C est une variation physique ou comportementale qui favorise les chances de se survie d un organisme dans son milieu. Projet de recherche En groupe de deux, trouvez cinq exemples de plantes et d animaux qui sont adaptés pour augmenter leurs chances de se reproduire. Essayez de trouver des exemples qui sortent de l ordinaire afin de démontrer la grande diversité d adaptations. Préparez une affiche qui illustre vos cinq exemples. Chaque affiche doit comprendre : 1. Titre du projet 2. 5 différentes espèces où les informations suivantes seront présentées : o le nom de l espèce o un dessin ou une photo de l espèce o une courte description de l adaptation o une explication précise en quoi cette adaptation augmente les chances de reproduction de l espèce o est-ce que le type de reproduction est asexuée ou sexuée? progéniture (les bébés) multiple ou restreinte o est-ce que l adaptation est d apparence ou comportement o listes de références (les sites web que vous avez utilisés) Quand vous allez créer votre affiche, assurez-vous d avoir des titres pour chaque section de chaque espèce. Points importants : Le but du projet est de présenter les informations qui sont décrits ci-dessus et non pas autres détails au sujet des plantes et animaux que vous avez choisi. Donc, suivez de très proche les items au numéro deux. Pour chaque espèce choisi, organiser vos informations en utilisant des titres pour chaque item au numéro deux. Choisissez une pancarte de taille approprié, pas trop petite, ni trop grande, pour présenter votre projet. Allez voir à Mme. Vernaus pour vos pancartes. Toutes informations que vous allez présenter sur votre affiche doit être tapez à l ordinateur. Assurez-vous de faire une vérification d orthographe, que la taille des lettres est assez grande et de le mettre dans vos propres mots (pas de plagiat). 35

36 Noms : ÉVALUATION DES PROJETS /30 Le nom de l espèce est présent sur l affiche pour les 5 différentes espèces Qualité des images/photos/dessins des espèces Qualité de la description de l adaptation de chaque espèce Qualité de l explication de comment l adaptation augmente les chances de reproduction de chaque espèce Explication du type de reproduction et le # de progéniture Explication du type de l adaptation (comportement ou apparence)