Unité 2 – Reproduction Chapitre 5 - Croissance cellulaire et reproduction La cellule, la plus petite unité de la vie, contient différentes parties pour qu’elle puisse fonctionner. Qu’elles sont ces différentes parties? Que font les différentes parties pour la cellule? C’est quoi leur fonction?

Cellule animale Nucléole Appareil de Golgi Chromosome Noyau Ribosome Réticulum endoplasmique Nucléole Appareil de Golgi Chromosome Noyau Ribosome Lysosome Mitochondrie Membrane cellulaire Centrioles Cytoplasme

Cellule végétale Vacuole Chloroplaste Paroi cellulaire Réticulum endoplasmique Mitochondrie Appareil de Golgi Chromosome Ribosome Noyau Membrane cellulaire Nucléole Cytoplasme

Noyau: Contrôle toutes les activités de la cellule. Chromosomes: Contiennent l’information génétique qui « code » l’individu. Nucléole: aide à la production des protéines.

Mitochondrie: Donne l’énergie à la cellule.

Réticulum endoplasmique: Transporte les choses dans la cellule. Ribosome: fabrique les protéines.

Appareil de Golgi: Fait le stockage des protéines.

Lysosome: Brise les grosses molécules.

Chloroplaste: fait la photosynthèse

Centrioles: aide dans la division cellulaire.

Parties ou organites de la cellule typique: 8 9 7 5 6

5.3 L’histoire de la cellule Le microscope a permis aux scientifiques de découvrir les cellules.

Robert Hooke Un scientifique anglais, en 1665, fait la première description de la « cellule ». Il observait les parois cellulaires de cellules de liège.

Anton van Leeuwenhoek Il observe les premières cellules vivantes (1674)

Louis Pasteur Un scientifique français, en 1864, détermine que toutes les cellules sont issues de cellules préexistantes. Réfute finalement la génération spontanée.

La théorie cellulaire moderne Tous les êtres vivants sont composés d’une ou de plusieurs cellules. La cellule est l’unité fonctionnelle de la vie. Toutes les cellules sont issues de cellules préexistentes.

5.4 L’importance de la division cellulaire Cicatrisation et réparation des tissus: des millions de cellules du corps sont endommagées ou meurent à chaque instant. Croissance: la division cellulaire permet à un organisme de grandir. Reproduction d’organismes: plus évident dans le cas des organismes unicellulaires, mais aussi important à la reproduction des organismes pluricellulaires. (note: différentes sortes de cellules se divisent à différents rythmes)

5.5 Le cycle cellulaire Le cycle cellulaire comprend toutes les étapes de la vie d’une cellule. Le cycle comprend: la division cellulaire (mitose ou M), une période de croissance (G1), la duplication ou synthèse de l’ADN (S), et une autre période de croissance (G2).

La division cellulaire La divisons cellulaire consiste en la division d’une cellule mère en deux cellules filles identiques. Cette division se fait en deux parties: La mitose: la division du noyau de la cellule. La cytokinèse: la division du cytoplasme et de son contenu. Phases de la division cellulaire: p.152-153. http://www.johnkyrk.com/mitosis.html

Mitose Prophase: Les chromosomes qui ont été dupliqués à la phase S sont maintenant devenus identiques Les chromosomes se condensent L’enveloppe nucléaire se brise

Métaphase: Les chromosomes à brins doubles s’alignent au milieu de la cellule

Anaphase: Séparation des chromosomes- Les deux moitiés migrent vers les pôles opposées. S’assure que chaque cellules reçoivent une réplique identique du matériel génétique.

Télophase: Chromosomes atteignent les pôles opposées Une membrane nucléaire se forme peu a peu autour des chromosomes Début de la cytokinèse: Le cytoplasme et les organites sont divisées en deux parties égales.

5.8 Reproduction et division cellulaire Toutes les espèces se reproduisent, que ce soit par mode sexué et/ou asexué. Dans la reproduction asexuée, un seul organisme engendre d’autres organismes génétiquement identiques à lui-même. (p.159 figure 1 a) Scissiparité Bourgeonnement Segmentation Sporulation Reproduction végétative (exemples p.160-161 figure 2 a,b,c,d,e)

Bourgeonnement: levure hydre Segmentation: étoile de mer

Reproduction végétative: fraisier plante araignée Scissiparité: amibe euglène

Sporulation: Fougère Champignon

7.1 Reproduction sexué Dans le mode de reproduction sexué, deux cellules joignent leur matériel génétique pour construire le code génétique du nouvel organisme (un spermatozoïde + un ovule = un zygote). Conjugaison: deux cellules s’associent et échangent quelques fragments de matériel génétique. (figure 3 p.203)

Hermaphrodisme: organisme qui produit à la fois des cellules mâles et des cellules femelles. Il y a donc possibilité de reproduction avec n’importe quel autre membre de leur espèce. Commun chez les plantes qui sont incapables de se mouvoir et chez les animaux qui rencontrent qu’en de rares occasions des membres de leur propre espèce (figure 4 p.203) Exemples: vers plats, fleurs

Différenciation sexuelle: les mâles produisent des spermatozoïdes et les femelles des ovules. Lorsqu’il y a différenciation sexuelle, deux modes de fécondation existent – fécondation externe (les gamètes s’unissent à l’extérieur de la femelle) et fécondation interne (les gamètes s’unissent à l’intérieur de la femelle). Exemples externe: poissons, grenouilles

Exemples interne: humains, chiens, chats, tortues

6.1 La division cellulaire vue de près ADN: le matériel génétique On retrouve dans le noyau de la cellule les chromosomes qui renferment l’information génétique. La substance responsable de la génétique est l’acide désoxyribonucléique ou ADN. Elle est formée de 6 milliards de bases azotées ( Adénine, Thymine, Guanine et Cytosine) réparties dans environ 100 000 gènes à l’intérieur des 46 chromosomes humains. Note: un gène est une longue section d’ADN qui détermine une caractéristique. Exemple: le gène pour la couleur des yeux.

Les molécules d’ADN ont la forme d’une échelle enroulée sur elle-même Les molécules d’ADN ont la forme d’une échelle enroulée sur elle-même. Les molécules de sucre et de phosphate constituent les côtés de l’échelle, et les bases azotées forment les barreaux. Celles-ci forment aussi des paires: l’adénine est toujours jumelée avec la thymine, et la cytosine avec la guanine. La séquence de ces bases différencie chaque molécules d’ADN. (Figure 1 p. 176) L’ADN qui se trouve dans tes chromosomes est unique. Personne d’autre, sauf un jumeau identique, ne peut avoir exactement le même.

6.2 ADN, mutations et cancer On appelle mutation une modification dans le code génétique. Certaines mutations peuvent être bénéfiques pour la cellule, mais la plupart seront sans effet ou nuisible. C’est un ensemble de mutations nuisibles qui cause le cancer. Le cancer est causé par une division cellulaire devenue incontrôlable. Les cellules cancéreuses se divisent et se reproduisent plus vite qu’elles ne devraient la faire.

Toute substance ou forme d’énergie pouvant causer de telles mutations est cancérigène. Il y a trois type d’agents cancérigènes connues: les virus les radiations certaines substances chimiques dangereuses Des changement dans notre mode de vie peuvent alors réduire nos chances d’être atteint d’un cancer.

Les cellules cancéreuses peuvent poser différents problèmes. Puisque les cellules cancéreuses se reproduisent rapidement, elle peuvent submerger et endommager les autres cellules. Puisque les cellules cancéreuses ne changent pas de forme et ne se spécialisent pas en évoluant, elles ne peuvent effectuer le même travail que les cellules normales. Puisque les cellules cancéreuses utilisent beaucoup d’énergie, il en reste pas beaucoup pour les cellules normales.

Une tumeur est une masse cellulaire qui résulte d’un accroissement rapide du nombre de cellules. Il existe deux sortes de tumeur: Bénignes- les tumeurs inoffensives sont dites bénignes car elles ont une aire de développement réduite et causent peu de tort à l’organisme. Malignes- les tumeurs malignes peuvent se déplacer d’un tissu à un organe vital où elles peuvent causer beaucoup de dommage.

7.2 Formation des gamètes – méiose Les organismes fécondés par reproduction sexuée possèdent deux sortes de cellules. Cellules somatiques – les cellules qui font la division cellulaire normale, la mitose. Cellules germinales – les cellules qui font la méiose. Lors de la méiose, le nombre chromosomique est réduit de moitié. Chez l’humain – 46 chromosomes (nombre chromosomique diploïde, 2n) est réduit à 23 chromosomes (nombre chromosomique haploïde, n) Alors l’union d’un spermatozoïde haploïde (23) et d’un ovule haploïde (23) donne un zygote diploïde (46). Phases de la méiose (figure 2 p.206-207)

7.9 Méiose atypique La ségrégation anormale est une erreur de séparation qui se produit lorsque les chromosomes migrent vers le même pôle au cours de la méiose. Par conséquent, l’une des cellules filles porte un chromosome de moins (soi 22 chez l’humain) et l’autre en porte un de plus (soi 24 chez l’humain). Ces gamètes ne fonctionnent pas correctement. Si ces gamètes s’unissent avec un autre gamète pour former un zygote, ce dernier ne va pas avoir le nombre chromosomique diploïde (soi 46 chez l’humain). Dans la plupart des cas, le zygote ne survit pas. Dans quelques cas, un organisme souffrant de troubles associés à une ségrégation anormale voit le jour.

Trisomie 21 (Down syndrome) : - un chromosome de plus à la paire #21. Syndrome de Turner : - ségrégation anormale des chromosomes sexuels donnant une fille avec un seul chromosome « X » ou « XO » au lieu de deux « XX » (stérilité de la fille). Syndrome de Klinefelter : - ségrégation anormale des chromosomes sexuels donnant un garçon avec deux chromosomes « XX » et un « Y », donc « XXY » (stérilité du garçon). Un caryotype est une image des chromosomes d’une cellule disposés en séquences de paires d’homologues. Il peut servir à diagnostiquer un trouble associé à la ségrégation anormale.

Chromosomes homologues « Les chromosomes dont la forme, la longueur et la disposition des gènes sont semblables… »

Syndrome de Down (trisonomie 21) Caryotype

Syndrome de Turner (X ou XO) Caryotype

Syndrome de Klinefelter (XXY) Caryotype

7.3 Reproduction des plantes à fleurs Pollinisation: « est un mode de fécondation au cours duquel le pollen est transporté des anthères jusqu’aux ovules. » (Sciences 9 p. 208) La pollinisation est assurée par: les insectes (papillons, abeille, etc) les oiseaux mouches, le vent et autres. Graine: le zygote de la fleur. Dissémination des graines: la répartition des graines dans l’environnement. La dissémination des graines est assurée par: le vent, les animaux et par la formation de fruits qui sont mangés par les animaux.

Avantages et désavantages de la reproduction sexuée et asexuée Avantages Désavantages Sexuée plus grande variété de traits deux cellules parents Asexuée se multiplient d’eux-mêmes aucune variété génétique