TP 1ère S thème 3.A: Reproduction Séance n°2: Mise en

TP 1ère S thème 3.A: Reproduction Séance n°2: Mise en place de l’appareil reproducteur

2012 – 13 Mme Charles Lycée Clémence Royer - Fonsorbes

Matériel nécessaire : animation « différenciation sexuelle » (dossier « sciences » , « SVT », « Biologie ».) ou http://svtolog.free.fr/article.php3?id_article=127

CAPACITÉS ACTIVITÉS ET CONDITIONS DES

ACTIVITÉS

EXIGENCES

Même si le sexe de l’embryon est déterminé dès la fécondation, la première ébauche de gonade n’apparaît, chez l’homme, qu’à la

5ème

semaine de développement.

Comment est organisé l’appareil reproducteur au début de la grossesse ? animation «différenciation sexuelle / stade indifférencié puis acquisition du phénotype».

Recenser, extraire et organiser des informations

1. Grâce au doc. 2 p206, déterminer à quel moment il y a différenciation du sexe féminin et masculin chez l’embryon.

Établir une correspondance entre les parties de l'appareil indifférencié et celles des organes génitaux externes de l’appareil différencié chez les deux sexes.

Manipuler et expérimenter

2. Réaliser une capture d’écran pour les schémas de l’appareil uro-génital avant 5 semaines et ceux à la naissance.

3. Rogner dans paint. 4. Copier dans une seule page dans « open

office writter ». 5. Enregistrer dans vos documents.

Suivre la fiche de méthode d’une capture d’image.

Communiquer dans un langage scientifiquement approprié

6. Légender avec open-office writter. 7. Enregistrer dans vos documents. 8. Imprimer après accord.

Schéma titré, légendé, colorié.

Recenser, extraire et organiser des informations

9. Déterminer les conduits indifférenciés à l’origine des conduits différenciés.

Construire un tableau à double entrée.

Comment passe-t-on du sexe gonadique au sexe phénotypique différencié ? Animation : «différenciation sexuelle / du sexe gonadique au sexe phénotypique».

Raisonner

10. D'après la nature de l'expérience réalisée (doc 3 p 207), formuler l’hypothèse testée par cette expérience en relation avec le problème posé.

Extraire des informations


11. Reproduire virtuellement uniquement les expériences de castrations réalisées par Alfred Jost.

12. Noter les résultats.

Construire un tableau des résultats précisant : - le type de gonade enlevé (testicules/ovaires) - le devenir des canaux de Wolff et de Müller - le phénotype sexuel obtenu après

l'expérience (d’après le devenir des canaux au cours de leur différenciation).

Raisonner

13. Tester votre hypothèse afin de répondre au problème.

14. Justifier l’expression « le sexe féminin est le sexe par défaut ».

Montrer la relation « cause/conséquence ».

Comment s’effectue la communication entre les éléments de l’appareil reproducteur? animation « différenciation sexuelle / du sexe gonadique au sexe phénotypique» : Réaliser d’abord une castration avant d’utiliser une molécule.

Raisonner

15. D'après l'étude des 2 documents d'accompagnement ainsi que la nature de l'expérience réalisée en question 7, formuler une hypothèse testée pour répondre au problème.

Extraire des informations


16. Reproduire virtuellement uniquement les expériences de greffe d’organes réalisées par Alfred Jost et noter les résultats.

Construire un tableau des résultats précisant : - l'organe greffé et le sexe de l'individu receveur - le devenir des canaux de Wolff et de Müller - le phénotype sexuel obtenu après l'expérience (d’après le devenir des canaux au cours de leur différenciation).



Raisonner Répondre au problème. Montrer la relation « cause/conséquence ». Quelles sont les sécrétions testiculaires à l’origine de la différenciation sexuelle ? Animation « différenciation sexuelle / du sexe gonadique au sexe phénotypique» : Réaliser d’abord une castration avant d’utiliser l’implant.

Raisonner /

17. D'après vos acquis de collège, formuler une hypothèse pour répondre au problème.


18. Reproduire virtuellement les expériences d’implant d’hormone sur les sujets des deux sexes et noter les résultats.

Construire un tableau des résultats.

19. Interpréter vos résultats afin de répondre au problème posé en validant ou non votre hypothèse.

Déterminer le rôle des 2 hormones mâles lors de la différenciation sexuelle.

Mobiliser 20. Réaliser un schéma bilan des étapes aboutissant aux 2 phénotypes sexuels à partir du phénotype indifférencié.

Utiliser des flèches et des couleurs.

Documents d’accompagnement : Document 1 : des expériences pour découvrir le mode de communication entre des organes. Deux types de communications entre les organes éloignés sont possibles : – la communication par voie sanguine qui fait intervenir des substances chimiques produites par un organe dit endocrine, libérées dans le sang et agissant spécifiquement sur un organe cible. – La communication nerveuse qui fait intervenir des signaux électriques parcourant les membranes des neurones (cellules nerveuses) relayés par des molécules (neurotransmetteurs) entre chaque neurone. De nombreux expérimentateurs ont réalisé des expériences fondamentales chez les animaux qui reposaient toujours sur les mêmes techniques : l'ablation d'une glande, et l'observation des conséquences physiologiques, la greffe de cette glande , chez un animal auquel on avait auparavant enlevé cette même glande, et enfin l'injection d'extraits de cette glande. Ces techniques permettaient de montrer que la glande enlevée puis greffée intervenait dans tel ou telle fonction par l'intermédiaire de substances chimiques, les hormones. En effet les communications sanguines sont partiellement rétablies après une greffe suivant une ablation, alors que les connections nerveuses ne le sont pas du tout.

Document 2 : Le phénomène « Free Martin » Les éleveurs de bovins connaissent, depuis longtemps, le phénomène de Free-Martin. Ce terme est issu vraisemblablement du dialecte écossais « ferry » = stérile et « mart » = animal impropre à la reproduction, ou animal destiné à la boucherie. Chez des faux jumeaux bovins de sexes différents, on remarque parfois (en cas de fusion des vaisseaux sanguins du placenta) que la femelle possède des caractéristiques mâles et est stérile alors que le mâle est

normal. La femelle est alors dite « free-Martin ». (doc 5 p 217)

TRAVAIL À LA MAISON :

En 1910 Morgan avait découvert une différence fondamentale entre les deux sexes de la Drosophile, la femelle présentait deux

chromosomes identiques, les chromosomes X, alors que chez le mâle, il n'y avait qu'un seul X et un chromosome plus petit, le

Y. En 1912, Winiwater constata que la femme présentait un chromosome X en double exemplaire alors que celui-ci n'était

présent qu'en un exemplaire chez l'homme. Ce n'est qu'en 1923 que Painter découvrit le Y, passé inaperçu jusqu'alors. Le

nombre exact de nos chromosomes, 23 paires, ne fut connu qu'en 1956 !!!

Comment les chromosomes sexuels interviennent-ils dans la mise en place du sexe gonadique ? a) Identifier la portion de chromosome à l’origine du testicule (doc

2 p 205). b) Identifier le gène responsable de la différenciation des gonades

en testicules.

Extraire des informations pertinentes.





EXERCICE TYPE BAC (Sujet 2b : exploitation de documents – Pondichéry 2006) : Origine de la masculinisation des femelles « free-martin »

Chez les mammifères, lorsque plusieurs embryons de sexe différents se développent simultanément dans l’utérus, on constate très souvent la naissance de femelles stériles (dites « free-martin » chez les bovins) présentant un phénotype sexuel plus ou moins masculinisé. Des études réalisées sur des embryons au cours du développement montrent que l’inversion du phénotype sexuel est systématiquement associée à l’installation de connexions sanguines entre placenta de l’embryon « free-martin » et celui d’un jumeau mâle.

1. À partir d’une exploitation détaillée des documents 1 à 3 et de vos connaissances, expliquez l’origine de la masculinisation observée chez les femelles « free-martin ».

DOCUMENT de référence : Phénotype des femelles free-martin (Le document de référence apporte des données à prendre en compte, mais il n’a pas à être exploité.) Les femelles free- martin se distinguent par leur forte musculature et leur poitrail qui rappelle celui des taureaux. Les organes génitaux

externes sont typiquement féminins mais on constate de profondes modifications au niveau des gonades et des voies génitales :

- les ovaires sont généralement d’une taille anormalement petite et ne produisent pas d’ovules,

- dans certains cas, on voit se former au cours du développement embryonnaire des tubes séminifères et des cellules

interstitielles,

- les cornes utérines sont réduites, parfois absentes,

- les organes comme les vésicules séminales ou la prostate peuvent être présents.

DOCUMENT 1: Greffe de testicules et implantation de cristal de testostérone avant différenciation des voies génitales Les expériences sont réalisées sur des embryons de 20 jours

présentant des voies génitales encore indifférenciées. Les

résultats sont observés 8 jours après.

Témoin : développement des voies génitales chez un embryon

femelle avec ovaires en place.

Expérience 1 : greffe chez un embryon femelle d’un testicule

prélevé chez un embryon mâle de même âge.

Expérience 2 : implantation d’un cristal de testostérone.

DOCUMENT 2: Évolution des canaux de Wolff et de Müller en présence d’hormone anti-müllérienne (AMH) On prélève chez un embryon les voies génitales à l’âge de

14 jours (stade indifférencié) et on les laisse se développer

dans un milieu de culture auquel on a ajouté de l’AMH.

La photographie 1 présente les canaux de Wolff et de

Müller en début d’expérience.

La photographie 2 montre leur évolution après 3 jours.

DOCUMENT 3: Culture de tissus ovariens en présence d’AMH On prélève sur un embryon en cours de développement les

ovaires qu’on place dans un milieu de culture enrichi en

AMH. On constate après quelques jours :

- l’absence de différenciation des follicules ovariens,

- l’apparition de tubes séminifères.

Des mesures de la sécrétion de testostérone effectuées sur un

ovaire, sur un ovaire placé en présence d’AMH et sur un

testicule donnent les résultats ci-contre.