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Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Chapitre I : L’organisation et la physiologie de l’appareil reproducteur chez l’homme Introduction : Document 1: Chez l’...

Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Chapitre I : L’organisation et la physiologie de l’appareil reproducteur chez l’homme Introduction : Document 1: Chez l’homme, la puberté s’accompagne par le développement et la maturation des organes génitaux masculins et l’apparition des changements morphologiques, physiologiques et Document 2: Observation microscopique comportementaux. de spermatozoïdes (gamètes mâles)(x 1000) Le fonctionnement et l’activité de l’appareil reproducteur masculin commence à partir de la puberté et dure toute la vie. Durant la puberté, le corps du garçon subit des transformations importantes au niveau physiologique et morphologique. Cette phase se caractérise par l’apparition des caractères sexuels secondaires, l’apparition des caractères sexuels primaires et le début du fonctionnement des testicules. ✓ Comment fonctionne l’appareil reproducteur chez l’homme ? ✓ Quelles sont les principales fonctions du testicule ? ✓ Comment se fait la régulation du fonctionnement de l’appareil reproducteur mâle ? I- Les fonctions du testicule 1- Mise en évidence de la double fonction du testicule Chez les garçons, la puberté est marquée par de nombreuses modifications morphologiques et physiologiques qui apparaissent progressivement, on peut citer : développement des organes génitaux (caractères sexuels primaires) début du fonctionnement du testicule (premières éjaculations) apparition des caractères sexuels secondaires comme le développement des muscles, la modification de la voix, l’apparition de la pilosité, élargissement des épaules, accélération de la croissance. Document 3: Quelques caractères sexuels qui caractérisent la puberté chez les garçons ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine L’ablation des testicules (castration) pour des raisons pathologiques chez certains enfants, avant la puberté, provoque la stérilité et l’absence des caractères sexuels secondaires masculins et l’arrêt du développement des organes reproducteurs. L’ablation chirurgicale des testicules chez l’homme adulte provoque la stérilité et la régression des caractères sexuels secondaires. La greffe d’un testicule ou l’injection de la testostérone permet la disparition de ces perturbations (sauf la stérilité). La cryptorchidie est une malformation congénitale. Elle est due à un défaut de migration des testicules de l’abdomen vers le scrotum pendant la vie fœtale. Si la situation n’est pas corrigée chirurgicalement, la personne risque fort d’être stérile malgré l’apparition des caractères sexuels secondaires. Document 4: Quelques observations cliniques chez l’homme. 1) A partir de l’analyse des données des documents 3 et 4, déduisez les rôles du testicule ? 1) - document 3 : chez l’homme, la puberté est caractérisée par l’apparition des caractères sexuels secondaires, l’apparition des caractères sexuels primaires et le début du fonctionnement du testicule. -document 4 : on remarque que l’absence des testicules provoque la stérilité et la disparition des caractères sexuels secondaires, donc, on déduit que les testicules sont responsables de la production des spermatozoïdes, l’apparition des caractères sexuels secondaires et la conservation des caractères sexuels primaires. Les testicules assurent ces rôles à travers la sécrétion d’une hormone dans le sang appelée la testostérone (hormone sexuelle mâle). 2- la production des gamètes mâles et la sécrétion de la testostérone Figure a Figure b Document 5: L’évolution de la concentration de testostérone chez l’homme (figure a) et sa relation avec le développement des organes sexuels mâles (testicule)(figure b). 1) A partir de l’analyse du document 5, relevez la relation entre le développement des organes sexuels pendant la puberté et la variation de la concentration de testostérone dans le sang ? ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine 1) Document 5 : on remarque que la sécrétion de la testostérone est faible avant l’âge de 12 ans, puis elle augmente progressivement durant la puberté jusqu’à l’âge de 16 ans. cette élévation est accompagnée d’une augmentation simultanée de la masse des testicules. Donc la testostérone est responsable du développement des organes reproducteurs mâles. Les testicules (gonades mâles) sont des organes ovoïdes, ils permettent une production continue des spermatozoïdes dès la puberté.lors de l’éjaculation, les gamètes mâles vont se mélanger avec le liquide seminal (couleur blanche) au taux de 100 millions spermatozoïdes par ml. Les spermatozoïdes ou gamètes mâles sont de petites cellules très mobiles, ils vivent dans les voies génitales femelles de 4 à 5 jours et leur mobilité est assurée par les mouvements du flagelle. 1-Tête 2- Pièce intermédiaire 3- Flagelle 4- Membrane plasmique 5- Acrosome 6- Noyau 7- Mitochondrie Figure a : Spermatozoïdes au microscope électronique à balayage Figure b : Ultrastructure d’un spermatozoïde Document 6: Le rôle du testicule dans la production des gamètes 2) A partir de l’observation du document 6, décrivez la structure du gamète mâle ? 2) Document 6 : le gamète mâle est formé de trois parties : ✓ La tête : composée du noyau et de l’acrosome contenant les enzymes nécessaire à la pénétration dans le gamète femelle. ✓ La pièce intermédiaire : riche en mitochondries qui permettent la production de l’énergie nécessaire au mouvement du spermatozoïde à partir de l’oxydation du fructose. ✓ Le flagelle : assure le déplacement et le mouvement du spermatozoïde. II- L’organisation ; le fonctionnement de l’appareil reproducteur mâle et le rôle des glandes annexes : 1- L’organisation de l’appareil reproducteur chez l’homme ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Figure a : vue de profil Figure b : vue de face - Le canal épididymaire : il assure la maturation des spermatozoïdes (acquisition de la mobilité et du pouvoir fécondant). - Le canal déférent : permet le transport des gamètes mâles de l’épididyme vers l’urètre. - L’urètre : est un canal mixte (uro-génital) qui permet le transport du sperme et de l’urée, il se termine par un orifice uro-génital. Document 7: Organisation de l’appareil génital masculin 1) A partir de l’observation du document 7, identifiez les différents organes de l’appareil génital de l’homme et précisez leurs rôles ? 1) Organes Noms Rôles Gonades Testicules Production des spermatozoïdes Epididyme, canal déférent, Maturation des spermatozoïdes Voies génitales urètre et le transport du sperme Prostate, glande de cowper, Production du liquide séminal et Glandes annexes vésicule séminale du liquide pré-éjaculatoire Organe de copulation Pénis Organe reproducteur 2- Rôle des glandes annexes : Les glandes annexes sécrètent les différents constituants du liquide séminale. □ Vésicules séminales: Ce sont des sacs qui arrivent dans l'ampoule référentielle du canal déférent. □ La prostate: Elle sécrète le liquide spermatique qui contribue à la mobilité des spermatozoïdes. □ Les glandes de Cowper: ils sécrètent une substance alcaline qui protège les spermatozoïdes en neutralisant le milieu acide de l'urètre. Ces sécrétions ont aussi un rôle nutritif. III- Les structures responsables de la production des gamètes et la sécrétion des hormones sexuels : ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine 1- Anatomie des testicules : Question : qu’est-ce que vous observez dans ces documents ? Réponse : L’observation de coupe transversale du testicule du document 3 montre qu’il comporte des lobules, chaque lobule est constitué d'un tube long mince enroulé sur lui-même appelé : tube séminifère, ces tubes se croisent au niveau de l’épididyme pour former le canal déférent. L’observation microscopique montre que le testicule est composé de : Des cellules germinales Des cellules de Sertoli Des cellules de Leydig Des vaisseaux sanguins ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine 2- La spermatogénèse Les testicule se développent dans la cavité abdominale du fœtus , puis descendent avant la naissance pour s’installer dans le scrotum. Les testicules peuvent rester à l'intérieur de la cavité abdominale en parlant dans ce cas d’une personne cryptorchidie. Le document suivant représente deux observations microscopiques des tubes séminifères de deux personnes : A la personne normal et B la personne cryptorchidie Question : Analysez ce document et donnez une conclusion Réponse : 1) Analyse : Absence des spermatozoïdes dans le tube séminifère chez la personne cryptorchidie Epaisseur faible de la paroi de tube séminifère chez la personne cryptorchidie 2) Conclusion : La formation des spermatozoïdes se fait au niveau de la paroi de tube séminifère 3- Les étapes de la spermatogénèse : Question : Analyser le document 12 : ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Réponse : Au cours de la spermatogénèse , les cellules germinales en voie de différentiation se déplacent entre les cellules de Sertoli en direction de la lumière. elles passent par les stades suivants : Spermatogonie Spermatocyte I (primaire) Spermatocyte II (secondaire) Spermatide Spermatozoïde Pendant la gamétogénèse il y a une réduction des chromosomes. Les cellules de Leydig produit la testostérone responsable à la gamétogénèse. Question : Donner les étapes de la spermatogenèse. Réponse : La spermatogenèse est le processus de formation des spermatozoïdes dans les testicules. Ces étapes sont : 1- Multiplication : Les cellules germinales primordiales (spermatogonies) se divisent par mitose pour former des spermatocytes de type I. 2- Croissance : Les spermatocytes I augmentent de taille avant de subir la méiose. 3- Méiose I : Les spermatocytes I subissent une première division méiotique, donnant des spermatocytes II. 4- Méiose II : Les spermatocytes II se divisent à nouveau pour former des spermatides (cellules haploïdes). 5- Différenciation (spermiogenèse) : Les spermatides se transforment en spermatozoïdes matures, dotés d'une tête, d'un flagelle et d'une pièce intermédiaire. Résumé : Multiplication, croissance, méiose I et II, puis différenciation. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine 4- La production du testostérone 1) Expérience : L'injection à un rat adulte d'une substance détruisant les cellules de Leydig arrêtera la gamétogénèse qui reprendra si on injecte ce rat de produits extraits des cellules de Leydig ou de la testostérone. 2) Conclusion : La production de la testostérone responsable de la gamétogénèse se fait au niveau des cellules de Leydig. IV- La régulation du fonctionnement de l’appareil reproducteur masculin : 1- La régulation du fonctionnement des testicules : 1) Observation clinique : Les médecins connaissent de nombreux cas de développement testiculaire insuffisant (hypogonadisme). L’atrophie des testicules est associée à des signes cliniques variés : stérilité, absence ou faible développement de caractères masculins … Ces cas sont souvent dus à un déficit d’origine hypophysaire. Il est alors possible d’améliorer l’état des malades en réalisant des injections de produits extraits de l’hypophyse. 2) Conclusion : L’activité testiculaire est contrôlée par l’hypophyse. 2- Rôle du complexe hypothalamo-hypophysaire 1) l’emplacement du complexe hypothalamo-hypophysaire DOC 14 : l’emplacement du complexe hypothalamo-hypophysaire L'hypothalamus forme avec l'hypophyse sous-jacente un ensemble fonctionnel appelé complexe hypothalamo-hypophysaire situé dans l’encéphale. L’hypophyse est une glande endocrine, qui est composée de deux lobes : l’un antérieur (antéhypophyse) et l’autre postérieur (posthypophyse). Ces deux lobes sont différents du point de vue anatomique et du point de vue de leur fonctionnement. Le premier est un lobe essentiellement glandulaire (il produit des hormones) et le second, postérieur, est un lobe nerveux car il est composé d’axones principalement. 2) Expérience 1 : Expérience Résultat Destruction de certains amas de neurones hypothalamiques Arrêt de la libération de LH et FSH par l’hypophyse antérieure ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Stimulation électrique de ces mêmes amas de neurones Augmentation brutale de la libération de LH et FSH par l’hypophyse Hypophyse déconnectée de l’hypothalamus par l’insertion Arrêt de la libération de LH et FSH par transversale d’une lame de téflon dans la tige hypophysaire l’hypophyse antérieure Prélèvement, à l’aide d’une canule très fine, de sang dans le Possibilité d’isoler une substance très réseau vasculaire de la tige hypophysaire active, la GnRH, déclenchant la libération des gonadostimulines. Question : Analyser ces expériences Réponse : L’hypothalamus libère de façon rythmique dans le sang porte hypophysaire , la gonadolibérine , qui stimule les sécrétions hypophysaires. 3) Expérience 2 : On réalise plusieurs injections de gonadostimulines à des animaux impubères ; certains lots sont traités par des injections de FSH, d’autres par des injections de LH. A la suite de ces traitements, on observe les résultats consignés dans le tableau suivant : Cellules de Sertoli Cellules de Leydig Caractères sexuels secondaires Injection de LH à un animal Peu développées Activées Développés impubère Injection de FSH à un animal Développées Inactives Absents impubère Question : Analyser ces expériences Réponse : L’hypophyse antérieure sécrète, sous l’action de la GnRH, deux hormones, la FSH (Hormone folliculo- stimulante) et la LH (Hormone lutéinisante). Ces hormones libérées dans la circulation sanguine générale vont agir sur des cellules cibles situées dans les gonades( testicules) ✓ La FSH stimule les cellules de Sertoli responsables à la production de plusieurs millions de spermatozoïdes au sein des tubes séminifères. ✓ La LH stimule les cellules de Leydig responsables à la sécrétion de la testostérone. 3- La régulation du fonctionnement complexe hypothalamo-hypophysaire La testostérone va moduler sa propre sécrétion en exerçant un rétrocontrôle sur le complexe hypothalamo- hypophysaire : Si la concentration sanguine de testostérone produite par le testicule augmente trop, celle-ci exerce à son tour une action sur l'axe hypothalamo-hypophysaire. Cette action est inhibitrice puisqu'elle ralentit l'activité de l'hypothalamus. On parle de rétrocontrôle négatif. Si la concentration de testostérone diminue, le rétrocontrôle négatif diminue : il y a production accrue de gonadostimuline. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Bilan ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Chapitre II : L’organisation et la physiologie de l’appareil reproducteur chez la femme Introduction : La puberté, chez la fille, commence vers l’âge de 11-12 ans et se manifeste par des modifications organiques et un comportement psychique féminin. Ces manifestations constituent les caractères sexuels secondaires, parmi lesquels on peut citer : l’apparition de la pilosité pubienne (sur le pubis = bas du ventre) puis axillaire (sous les aisselles) le développement des seins l’élargissement des hanches l’apparition des 1ères règles (ou menstruation = écoulement de sang), d’abord irrégulières puis deviennent cycliques (périodiques, tous les mois environ), c’est le cycle menstruel. Chez la femme normale, les règles apparaissent périodiquement (tous les 28 jours en général) et durent quelques jours, mais en cas de grossesse, elles sont interrompues et ne réapparaissent qu’un certain temps après l’accouchement Le cycle menstruel s’arrête vers l’âge de 50 ans (45 à 55 ans) : C’est la ménopause. S'INTERROGER : Comment fonctionne l’appareil génital de la femme ? Comment se fait la formation des gamètes femelles ? Comment expliquer l’apparition des caractères sexuels secondaires ? Quelle est l’origine de la menstruation ? Quels sont les mécanismes qui assurent la régulation du fonctionnement cyclique de l’appareil génital de la femme ? I- L’organisation de l’appareil reproducteur de la femme Les documents suivants représentent les schémas de l’appareil reproducteur de la femme en vue de face et en vue de profil. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Document 1 : organisation de l’appareil génital de la femme Question : Identifier les organes de l'appareil reproducteur de la femme et préciser les fonctions de ces organes. Réponse : L’appareil reproducteur de la femme est formé : De deux gonades : les ovaires De voies génitales : les pavillons, les trompes, l’utérus et le vagin D’un organe de copulation : le vagin qui s’ouvre à l’extérieur par des organes génitaux externes: les grandes lèvres, les petites lèvres et le clitoris, l’ensemble forme la vulve. Les fonctions de ces organes sont présentées dans le tableau suivant : Organes Fonctions ovaires produisent les gamètes femelles et les hormones sexuels femelles pavillon trompe utérus reçoit le gamète femelle conduit le gamète ou la cellule-œuf vers l’utérus lieu de la nidation et de la grossesse vagin organe de copulation où se fait l’éjaculation du sperme. II- Formation du gamète femelle ou ovogenèse 1- Structure de la cellule sexuelle femelle Les particularités du gamète femelle, aussi appelé ovocyte (ou ovule chez les plantes), sont les suivantes : a- Taille et structure : o Le gamète femelle est généralement beaucoup plus grand que le gamète mâle (spermatozoïde), car il contient des réserves nutritives nécessaires au développement embryonnaire dans ses premières phases. o L'ovocyte est entouré par plusieurs couches de protection, comme la zone pellucide et les cellules folliculaires qui assurent sa protection et sa nutrition. b- Production limitée : o Contrairement aux spermatozoïdes, qui sont produits en grande quantité tout au long de la vie d'un mâle, les gamètes femelles sont produits en nombre limité. Chez l'espèce humaine, par exemple, une femme naît avec un stock fini d'ovocytes, et seulement quelques-uns atteignent la maturité pendant la période de reproduction. c- Cycle de maturation : o Les ovocytes ne sont pas immédiatement prêts pour la fécondation à la naissance. Ils restent bloqués à un stade de développement (prophase I de la méiose) jusqu'à leur maturation pendant le cycle menstruel. Un ovocyte est libéré chaque mois lors de l'ovulation. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine 2- Observons un ovocyte au microscope Document 2 : Question : Comparer la structure de l’ovocyte II à celle du spermatozoïde. Réponse : En comparant l'ovocyte II au spermatozoïde, on constate que les deux gamètes ont un seul point commun, c’est l’haploïdie : les deux cellules sont haploïdes (à n = 23 chromosomes), mais diffèrent par plusieurs autres points présentés dans le tableau suivant : Points différents Ovocyte II Spermatozoïde forme sphérique allongée taille 100 micromètres 60 micromètres Substances de réserve riche en substances de réserve pas de substances de réserve mobilité immobile mobile (présence d'un flagelle et de mitochondries) 3- Origine de l’ovocyte : L’ovocyte, ou gamète femelle, a une origine complexe qui débute très tôt dans le développement embryonnaire. Voici un aperçu des étapes principales de son origine et de son développement : L'ovocyte provient des cellules germinales primordiales formées très tôt dans l'embryon. Ces cellules migrent vers les ovaires en développement, où elles se multiplient pour former des ovogonies. Ces dernières entrent ensuite en méiose, mais restent bloquées en prophase I jusqu'à la puberté. À chaque cycle menstruel, un ovocyte reprend la méiose, s'arrête en métaphase II, et n'achève la division que s'il est fécondé, formant alors un zygote. la folliculogenèse La folliculogenèse est le processus de maturation des follicules ovariens. Elle commence par la formation des follicules primordiaux qui entourent les ovocytes. Au cours du cycle menstruel, certains follicules se développent, devenant des follicules primaires, puis secondaires, et enfin un follicule dominant, prêt pour l'ovulation. Ce processus est contrôlé par des hormones comme la FSH et la LH. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Soit le document 3 ci-dessous : Question : a- Décrire les stades de la folliculogenèse. b- Schématiser le follicule mûr. Réponse : a- La folliculogenèse En observant des coupes d’ovaire de femme, on peut distinguer différents types de follicules : Le follicule primordial, très petit, avec ovocyte réduit entouré de 3 ou 4 cellules aplaties contre lui, les cellules folliculaires. Le follicule primaire, à ovocyte un peu plus gros entouré d'une assise de cellules folliculaires Le follicule secondaire est constitué d'un ovocyte plus volumineux, de nombreuses couches de cellules folliculaires, d'une thèque interne, formée de cellules glandulaires (sécrétrices d'hormones) et d'une thèque externe, protectrice, formée de fibres. Le follicule tertiaire ou cavitaire ayant la même structure que le précédent mais plus gros et caractérisé par une ou plusieurs cavités remplies d'un liquide folliculaire sécrété par les cellules folliculaires. Le follicule mûr ou de De Graaf, de même structure que le précédent et caractérisé par une grande cavité folliculaire (antrum). Ce follicule fait saillie à la surface de l’ovaire et va se rompre en libérant l’ovocyte II, c’est l’ovulation. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine c- Schématiser le follicule mûr : Granulosa = cellules folliculaires Cavité ou Antrum Noyau Ovocyte I Thèque interne Cytoplasme Thèque externe Follicule mûr ou follicule de « De Graaf » L’ovogenèse L’ovocyte observé dans les follicules est un ovocyte I (à 2n= 46 chromosomes) alors que l’ovocyte expulsé au cours de l’ovulation est un ovocyte II (à n = 23 chromosomes dédoublés). Cette réduction du nombre de chromosomes s’opère quelques heures avant l’ovulation. Dans les coupes des ovaires observées, on ne voit pas les autres étapes de l’ovogenèse qui précèdent le stade ovocyte I, c’est qu’elles se sont déroulées avant la puberté et avant la naissance même, selon un processus comparable à celui de la spermatogenèse comme le montre le document 4a ci-dessous : Questions : a- Par quel mécanisme s’est produit la réduction du nombre des chromosomes ? b- Comparer l’ovogenèse à la spermatogenèse Réponse : a- Le phénomène responsable de la réduction du nombre des chromosome est la méiose. b- La comparaison entre l’ovogenèse et la spermatogenèse, présentée par le tableau suivant, montre plusieurs points de différence : Autres points de différence : - La spermatogenèse commence à la puberté, alors que l'ovogenèse commence avant la naissance - Dans l'ovogenèse la phase d'accroissement et la phase de maturation ne sont pas séparées. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Suite de la comparaison de la Spermatogenèse et de l’ Ovogenèse : Phases Spermatogenèse Ovogenèse multiplication division des spermatogonies et des ovogonies (cellules souches de la lignée germinale) par mitoses accroissement faible accroissement accroissement important maturation méiose continue, donnant 4 méiose bloquée en métaphase II et s'achève lors de spermatides la fécondation, donnant un seul ovocyte II différenciation spermiogenèse: transformation des pas de différenciation spermatides en spermatozoïdes ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 17 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine III- Le cycle ovarien : Le cycle ovarien est un processus complexe qui se déroule en trois phases principales, jouant un rôle crucial dans la reproduction féminine. Il s'étend sur environ 28 jours, bien que la durée puisse varier, et est orchestré par des hormones telles que la FSH (hormone folliculo-stimulante) et la LH (hormone lutéinisante). Voici un aperçu des phases du cycle ovarien présenté par le document 5 ci-dessous: Document 5 : Cycle ovarien orchestré par des hormones Questions : Décrire les étapes du cycle ovarien de la femme Réponse : Le cycle ovarien de la femme passe par les étapes suivantes : 1. Phase folliculaire (Jours 1 à 14) Cette phase commence avec le premier jour des règles. Sous l’influence de la FSH, plusieurs follicules dans les ovaires commencent à se développer. L’un de ces follicules devient dominant et mature (follicule de De Graaf). Il contient l’ovocyte entouré de cellules de granulosa et de la corona radiata. Pendant cette phase, les cellules du follicule produisent de plus en plus d’œstrogènes, ce qui prépare l'utérus à une éventuelle implantation. 2. Ovulation (Jour 14) L’augmentation soudaine de la LH déclenche l’ovulation, c’est-à-dire la libération de l’ovocyte mature par le follicule dominant. L'ovocyte est capté par les trompes de Fallope, où il peut être fécondé par un spermatozoïde. 3. Phase lutéale (Jours 15 à 28) Après l’ovulation, le follicule vidé se transforme en corps jaune (corpus luteum), qui sécrète de la progestérone et des œstrogènes. Ces hormones épaississent la muqueuse utérine (endomètre) pour favoriser l’implantation d’un embryon si la fécondation a lieu. Si l’ovocyte n’est pas fécondé, le corps jaune dégénère, entraînant une chute des niveaux d’hormones, ce qui provoque la menstruation et le début d’un nouveau cycle. Le cycle ovarien est synchronisé avec le cycle menstruel pour assurer que l'utérus soit prêt à accueillir un embryon au bon moment. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 18 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Observons un ovaire après l’ovulation : Document 6 : Observation d’un ovaire après ovulation Question : En comparant la structure du corps jaune à celle d’un follicule mûr, expliquer comment s’est formé le corps jaune. Réponse: D’après le document 5 ci-dessus le cycle ovarien passe par : – la phase de développement des follicules ou phase folliculaire ou phase préovulatoire. – l’ovulation qui se produit généralement au 14ème jour du cycle. – la phase du corps jaune ou phase lutéinique ou phase lutéale ou phase postovulatoire : Le corps jaune se forme à partir du follicule mûr qui a expulsé l'ovocyte. Ce follicule conserve les thèques, se ferme, les cellules de la zone granuleuse se développent, se chargent d'un pigment jaune et deviennent des cellules lutéiniques. Le corps jaune atteint son maximum de développement vers le 21ème jour. En absence de fécondation, le corps jaune régresse et perd son activité à la fin du cycle. En cas de fécondation, le corps jaune persiste et continue son activité, c’est un corps jaune de gestation qui empêche le développement d’un nouveau follicule et donc le déclenchement d’un nouveau cycle. VI- Le cycle menstruel (ou cycle utérin) : Le cycle utérin, également appelé cycle menstruel, est un processus qui se déroule en parallèle avec le cycle ovarien pour préparer l’utérus à une éventuelle grossesse. Il est divisé en trois phases principales, qui se répètent sur environ 28 jours, et il est influencé par des hormones comme les œstrogènes et la progestérone. 1- L’évolution de l’utérus au cours d’un cycle sexuel ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 19 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Document 7 : Observation d’un ovaire après ovulation Question : Décrire le cycle utérin Réponse: Au cours du cycle utérin, on constate, au niveau de la muqueuse de l’utérus, les modifications histologiques suivantes : Le cycle utérin se divise en trois phases : 1. Phase menstruelle (Jours 1-5) : L'endomètre se détache et est évacué (règles) en raison de la baisse des hormones. C’est-à-dire que la partie supérieure de la muqueuse se nécrose, se fragmente et tombe entraînant des saignements qui durent 4 à 5 jours 2. Phase proliférative (Jours 6-14) : Sous l'effet des œstrogènes, l'endomètre s'épaissit en préparation à une éventuelle implantation : o accroissement de l’épaisseur de la muqueuse (de 1 à 3 mm) o prolifération des vaisseaux sanguins o développement des glandes en tubes 3. Phase sécrétoire (Jours 15-28) : La progestérone épaissit davantage l'endomètre. o la muqueuse s’épaissit encore (de 3 à 7 mm) o les glandes deviennent plus longues et plus sinueuses donnant à la muqueuse un aspect de dentelle (on parle de dentelle utérine), elles se remplissent de sécrétions o les artérioles se spiralisent. Si la fécondation n'a pas lieu, l'endomètre dégénère, entraînant les menstruations. Toutes ces modifications (l’épaississement de la muqueuse, le développement de la vascularisation et les sécrétions des glandes) préparent les conditions favorables à la réception de l'embryon, à son implantation dans la muqueuse et à son développement au cours de la grossesse. Lorsque la fécondation n'a pas eu lieu, toutes ces préparations deviennent inutiles. La partie supérieure de la muqueuse meurt par arrêt de la circulation sanguine et, en tombant, les artérioles s’ouvrent laissant sortir le sang qui s'écoule par le vagin. Avec ces règles, un nouveau cycle recommence. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Schématisation des modifications lors du cycle de l’utérus: Question : Formuler une hypothèse sur le rôle de ces modifications dans la fonction reproductrice. Réponse : Hypothèse : Les modifications cycliques de la muqueuse utérine (endomètre) jouent un rôle crucial dans la fonction reproductrice en préparant l'utérus à l'implantation d'un embryon et en soutenant son développement initial. Ces modifications, régulées par les hormones ovariennes (œstrogènes et progestérone), assurent un environnement favorable à la nidation de l'embryon et à la formation du placenta. Si la fécondation n'a pas lieu, la dégradation de la muqueuse (menstruation) permet de renouveler le tissu pour un nouveau cycle. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine VII- Le déterminisme du cycle utérin 1- Relation entre le cycle ovarien et le cycle utérin a- Constatation : Les cycles utérin et ovarien se produisent de manière synchrone (en même temps), cela implique une relation entre les ovaires et l’utérus. Formuler une hypothèse sur la nature de cette relation. b- Pour tester cette hypothèse, on réalise les expériences suivantes sur des animaux : Expériences Résultats 1- ablation de l’utérus chez une ratte pubère Aucun effet sur le cycle ovarien 2- l’ablation des ovaires (ovariectomie) Arrêt du cycle utérin et atrophie de l’utérus d’une ratte pubère 3- greffe sous-cutanée d’un fragment de Le fragment greffé subit les mêmes transformations l’utérus à une ratte pubère que l’utérus en place 4- l’injection d’extraits ovariens à une ratte Développement (prolifération) de l’endomètre pubère ovariectomisée sans variations cycliques Question : Analyser les résultats de ces expériences. En déduire la nature des interactions entre les ovaires et l’utérus. Réponse: Analyse des expériences pour comprendre les interactions entre l'utérus et l'ovaire : Expérience 1 : Ablation de l'utérus chez une ratte pubère Résultat : Aucun effet sur le cycle ovarien. Interprétation : L'utérus ne contrôle pas directement le cycle ovarien. Cela montre que les ovaires fonctionnent indépendamment de l'utérus. Expérience 2 : Ablation des ovaires (ovariectomie) chez une ratte pubère Résultat : Arrêt du cycle utérin et atrophie de l'utérus. Interprétation : Les ovaires sont essentiels pour le maintien du cycle utérin et la santé de l'endomètre, suggérant que l'activité ovarienne (hormones comme les œstrogènes et la progestérone) est indispensable à la fonction utérine. Expérience 3 : Greffe sous-cutanée d’un fragment de l’utérus à une ratte pubère Résultat : Le fragment greffé subit les mêmes transformations que l’utérus en place. Interprétation : Les signaux régulant l'utérus sont systémiques (hormones circulantes) et non locaux. Les hormones ovariennes influencent tous les tissus utérins de manière similaire, même s'ils sont greffés ailleurs. Expérience 4 : Injection d’extraits ovariens à une ratte pubère ovariectomisée Résultat : Développement (prolifération) de l'endomètre sans variations cycliques. Interprétation : Les extraits ovariens, riches en hormones (œstrogènes), induisent la prolifération de l'endomètre, mais sans les variations hormonales normales (LH, FSH), le cycle utérin complet ne peut être rétabli. Conclusion générale : Les ovaires contrôlent et régulent le cycle utérin par la production d'hormones, en particulier les œstrogènes et la progestérone. L'utérus réagit passivement à ces signaux hormonaux, mais n'influence pas le cycle ovarien en retour. Cela souligne l'interaction unidirectionnelle des ovaires sur l'utérus. VIII- Régulation du cycle sexuel 1- Origine et sécrétion des hormones ovariennes Les cycles ovarien et utérin sont synchrones et coordonnés, il devrait exister une communication entre les ovaires et l'utérus, on peut supposer que cette communication est de nature hormonale. L’étude expérimentale montre que c’est l’ovaire qui commande le cycle utérin par des hormones. Ces hormones sont : ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine - les œstrogènes, principalement l’œstradiol, sécrété avant l’ovulation par la thèque interne et la granulosa des follicules cavitaires et mûr et après l’ovulation, par le corps jaune. - La progestérone, sécrétée par des cellules lutéiniques du corps jaune. Le taux plasmatique (concentration dans le plasma) de ces hormones ovariennes varie en fonction du développement des structures ovariennes (follicules et corps jaune) et chute lorsque le corps jaune régresse et dégénère. 2- Déterminisme du cycle utérin et de sa relation avec le cycle ovarien: Les hormones ovariennes contrôlent l’activité cyclique de l’utérus de la puberté jusqu’à la ménopause. On suit simultanément l’évolution du taux plasmatique des hormones ovariennes au cours d’un cycle, ainsi que l’évolution des structures ovariennes, celle de l’endomètre et de la température interne du corps. Cette évolution est présentée sur le document 10: Schémas explicatif : Chez la femme, la variation de la température interne du corps est un indicateur de l’ovulation. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Questions : Analyser les courbes de variation du taux plasmatique des hormones ovariennes. Mettre en relation la variation du taux plasmatique des hormones ovariennes et l’évolution des structures ovariennes, que peut-on en déduire ? Mettre en relation la variation du taux plasmatique des hormones ovariennes et l’évolution de la muqueuse utérine afin de dégager le rôle des hormones ovariennes et d’expliquer le déterminisme de la menstruation. Quelle peut être la cause de l’augmentation de la température interne au corps lors de l’ovulation ? Réponse : - Pendant la période de la phase folliculaire après la menstruation ou phase postmenstruelle, et sous l’action de l’œstradiol qui se fixe sur des récepteurs au niveau de la muqueuse utérine, celle-ci s’épaissit, se vascularise et forme des glandes. - Pendant la phase lutéale ou prémenstruelle, le développement de la muqueuse s’accentue sous l’action combinée des deux hormones ovariennes : l’œstradiol et la progestérone. - La chute du taux plasmatique de ces hormones à la fin du cycle, à la suite de la régression du corps jaune, provoque la mort et le détachement de la partie supérieure de l’endomètre, ce qui entraîne la menstruation au début du cycle suivant. La progestérone a un effet thermogène sur le corps, elle est à l’origine de la montée de la température interne du corps de quelques dixièmes de degré, au cours de la phase lutéale. Cette élévation de température qui débute le 14ème jour est un indicateur de l’ovulation. IX- Régulation du cycle sexuel 1- Le complexe hypothalamo-hypophysaire contrôle-t-il, comme chez l’homme, l’activité des ovaires ? Explication du contrôle du cycle ovarien : a- Observations cliniques : Une lésion au niveau de l’hypophyse ou de l’hypothalamus entraîne les mêmes effets que l’ovariectomie, particulièrement l’arrêt du cycle sexuel. Question : Proposer une hypothèse sur la relation fonctionnelle entre le complexe hypothalamo-hypophysaire et les ovaires. b- Vérification expérimentale : V Expériences Résultats 1- Hypophysectomie (ablation de l’hypophyse) chez Atrophie des ovaires et arrêt du cycle ovarien. une ratte adulte. 2- Injection d’extraits hypophysaires à la ratte Développement des ovaires et parfois Hypophysectomisée. reprise du cycle ovarien. 3- Destruction, chez une ratte, d’une zone de Arrêt des cycles ovarien et utérin l’hypothalamus. Question : Exploiter ces expériences pour préciser la relation fonctionnelle entre le complexe hypothalamo-hypophysaire et les ovaires. Réponse : L’analyse de ses observations montrent que ses expériences ont confirmé que: Expérience 1 : L'hypophyse est essentielle pour le fonctionnement des ovaires. L'atrophie ovarienne suggère que les hormones produites par l'hypophyse [la FSH (follicl stimulating hormon), La LH (luteinizing hormon)] sont nécessaires pour maintenir le développement et la fonction des ovaires, et donc pour le cycle ovarien. Expérience 2 : ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 24 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Les extraits hypophysaires contiennent probablement des hormones gonadotropes (FSH et LH) qui stimulent la croissance des ovaires et permettent la reprise du cycle. Cela confirme que l'hypophyse contrôle directement les ovaires par la sécrétion de ces hormones. Expérience 3 : L'hypothalamus régule le cycle ovarien et utérin via la libération de GnRH (gonadotropin-releasing hormone), qui stimule l'hypophyse à produire les hormones FSH et LH. La destruction de cette zone entraîne un arrêt des cycles car l'hypophyse ne reçoit plus les signaux nécessaires pour produire ces hormones. Conclusion générale : Les expériences montrent que l'hypothalamus et l'hypophyse jouent des rôles clés dans la régulation des cycles ovarien et utérin. L'hypothalamus contrôle l'hypophyse via la GnRH, et l'hypophyse régule les ovaires via la sécrétion de FSH et LH. L'interruption de cette chaîne entraîne l'arrêt du fonctionnement des ovaires et, par conséquent, l'arrêt du cycle utérin. La sécrétion de la GnRH est pulsatile ( un pulse toutes les 90 minutes). la fréquence des pulses augmente au moment de l’ovulation. c- Effets des hormones hypophysaires sur le cycle ovarien On suit simultanément la variation du taux plasmatique des hormones hypophysaires et l’évolution des structures ovariennes au cours d’un cycle normal. Question : Analyser les courbes ci-dessous de variation du taux plasmatique de FSH et de LH du document 11. Mettre en relation l’évolution du taux des hormones hypophysaires avec l’évolution des structures ovariennes (follicules et corps jaune). Que peut-on déduire quant aux effets de ces hormones sur les structures ovariennes ? Document 11 : Courbes de variation des hormones FSH et LH et évolution des structures ovariennes au cours d’un cycle sexuel. 2 - Contrôle de l’activité hormonale du complexe hypothalamo-hypophysaire ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine a- Interaction entre ovaire et hypophyse Le document ci-dessous présente la variation du taux plasmatique de LH chez une femme normale et une femme ménopausée ou ovariectomisée (pour des raisons médicales). Document 12 : variation du taux plasmatique de LH chez une femme normale et une femme ménopausée ou ovariectomisée b- L’ovaire exerce un rétrocontrôle sur l’axe hypothalamo-hypophysaire Analysons les courbes de la variation du taux plasmatique des hormones hypophysaires et ovariennes. Document 13 : variation simultanée du taux plasmatique des hormones ovariennes et hypophysaires Noter Bien : Il y a deux types de rétrocontrôle : un rétrocontrôle négatif lorsque le taux élevé d’une hormone d’une glande entraîne la diminution de l’activité hormonale d’une autre glande. un rétrocontrôle positif lorsque le taux élevé d’une hormone d’une glande entraîne l’augmentation de l’activité hormonale d’une autre glande. c- Modalités d’action de l’oestradiol sur la sécrétion de LH ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 26 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine - Chez une guenon (femelle du singe) ovariectomisée, des injections d'œstradiol sont réalisées suivant le protocole suivant : - depuis le temps t0 et jusqu'à la fin de l'expérience, perfusion continue d'œstradiol qui maintient le taux plasmatique à une valeur de l'ordre de 60 pg.mL–1; - au temps t1, injection supplémentaire d'une forte dose d'œstradiol. Document 14 : variation de la concentration plasmatique de LH en fonction de la concentration d’oestradiol Question : a- Faire une analyse comparée des deux courbes ; Que peut-on en déduire sur la relation fonctionnelle entre ovaire et hypophyse ? b- En faisant une analyse comparée des courbes de l’oestradiol, de FSH et de LH, dégager les types de rétrocontrôle exercés par les hormones ovariennes sur l’hypophyse. Préciser les moments où ils se produisent. c- Quelles informations supplémentaires apportent ces résultats par rapport à la séquence précédente de l’activité ? Quel type de rétrocontrôle intervient-il dans ce cas ? Réponse : a- Chez une femme ovariectomisée ou ménopausée, le taux de LH est élevé, la sécrétion est continue et n’est plus cyclique. Ainsi l’ovaire exerce, par l’intermédiaire de ses hormones, une rétroaction (ou un rétrocontrôle ou un feed-back) sur l’hypothalamus et l’hypophyse ou le complexe hypothalamohypophysaire. Le taux plasmatique de l’oestradiol a un rétrocontrôle sur la sécrétion de FSH et de LH. Ce rétrocontrôle peut être négatif ou positif selon la valeur du taux plasmatique de l’oestradiol. En faisant une analyse comparée des courbes de la variation du taux de l’oestradiol, de FSH et de LH, on constate que lorsque le taux d'oestradiol augmente, la sécrétion de FSH et de LH diminue, c'est un rétrocontrôle négatif qui se produit au début du cycle (jusqu'au 10ème jour). On constate ensuite une augmentation rapide du taux d'oestradiol et aussi une augmentation brusque (pic) de FSH et de LH, c'est un rétrocontrôle positif qui se produit juste avant l'ovulation. Enfin, il y a un autre rétrocontrôle négatif exercé par les hormones ovariennes au cours de la phase lutéale. A la fin du cycle, la chute du taux des hormones ovariennes pour donner suite à la régression du corps jaune, entraîne une levée du rétrocontrôle négatif, ce qui explique la reprise de la sécrétion des hormones hypophysaires et un nouveau cycle recommence. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 27 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬  Cours SVT de la 1ére année du bac lettres option BIOF Reproduction humaine Bilan Construction d’un schéma de synthèse de la régulation du cycle sexuel en exploitant toutes les informations et les résultats des activités précédentes construisez un schéma de synthèse représentant les interactions hormonales entre le complexe hypothalamo-hypophysaire, les ovaires et l’utérus au cours d’un cycle sexuel normal. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 28 Professeur: EL-HOUSSIN AKROUJAI ‫ال تبخلوا عنا بصالح دعواتكم لنا ولوالدينا رحمهم هللا‬