Syllabus TP Biologie 2024-2025 - Université Libre de Bruxelles - PDF

UNIVERSITÉ UE BIOL G1101 LIBRE de BRUXELLES MEDI1 - DENT1 FACULTÉ de MÉDECINE Syllabus de TP de Biologie 2024 - 2025 Catherine Ledent [email protected] Travau...

UNIVERSITÉ UE BIOL G1101 LIBRE de BRUXELLES MEDI1 - DENT1 FACULTÉ de MÉDECINE Syllabus de TP de Biologie 2024 - 2025 Catherine Ledent [email protected] Travaux Pratiques de Biologie Tables des matières TABLE DES MATIERES Table des matières.................................................................................... 01 Abréviations et symboles utilisés............................................................... 03 Informations pratiques........................................................................... 05 1. Organisation des séances.............................................................. 05 2. Retards......................................................................................... 05 3. Contenu des séances…………………………………………………………05 4. Introduction aux séances.............................................................. 06 5. Préparation................................................................................... 06 6. Supports....................................................................................... 06 7. Mode d’évaluation......................................................................... 07 8. Rapport…..................................................................................... 08 9. Absences et récupérations............................................................ 09 10. Sécurité et hygiène...................................................................... 09 11. Respect vis-à-vis des assistants.................................................. 10 12. Tricheries.................................................................................... 11 13. Savoirs et compétences attendues............................................... 11 13.1. Compétences générales.................................................... 11 13.2. Savoirs et compétences spécifiques.................................. 12 14. Divers......................................................................................... 13 Maniement des stéréo-microscope et microscope................................. 14 1. Stéréo-microscope......................................................................... 14 2. Microscope.................................................................................... 15 3. Préparation des échantillons......................................................... 17 4. Position de l’observateur............................................................... 18 5. Réglage du microscope.................................................................. 19 6. Nettoyage du microscope.............................................................. 20 7. Déplacement du microscope......................................................... 20 Illustrations...................................................................................... 21 Séance 1 : Introduction à la microscopie 1. Evaluation des paramètres de microscopie.................................... 31 1.1. Stéréo-microscope.............................................................. 31 1.2. Microscope......................................................................... 32 2. Estimation de la taille d’un objet................................................... 33 3. Observation de frottis sanguins.................................................... 36 3.1. Frottis de sang de grenouille.............................................. 37 3.2. Frottis de sang humain sain.............................................. 37 3.3. Frottis de sang parasité..................................................... 41 3.4. Frottis de sang de patients atteints de drépanocytose........ 43 4. Observation de paramécies........................................................... 45 4.1. Introduction....................................................................... 45 4.2. Observations générales...................................................... 46 4.3. Observations de la ciliature et des organites...................... 47 1 Travaux Pratiques de Biologie Tables des matières 5. Observation de l’épiderme d’écaille de bulbe d’oignon................... 51 5.1. Technique.......................................................................... 51 5.2. Observation vitale dans l’eau............................................. 52 5.3. Expérience de plasmolyse.................................................. 54 6. Observation de tissus végétaux impliqués dans le métabolisme des glucides.................................................................................. 58 6.1. Xylème de feuille de poireau.............................................. 60 6.2. Parenchyme chlorophyllien de feuille du genre Elodea...... 62 6.3. Parenchyme amylifère de pomme de terre......................... 64 7. Divers........................................................................................... 66 Séance 2 : Dissection du rat mâle 1. Introduction.................................................................................. 67 2. Caractères externes...................................................................... 69 2.1. Tête................................................................................... 69 2.2. Tronc................................................................................. 69 2.3. Membres............................................................................ 70 3. Cavité buccale............................................................................... 71 4. Appareil digestif............................................................................ 72 5. Fonctions du tube digestif et de ses annexes................................. 76 6. Appareil génital mâle.................................................................... 81 7. Appareil urinaire mâle.................................................................. 84 8. Fonctions des organes génitaux et de leurs annexes..................... 85 Séance 3 : Dissection du rat femelle 1. Caractères externes...................................................................... 89 2. Appareil circulatoire...................................................................... 89 2.1. Région cervicale................................................................. 90 2.2. Région axillaire.................................................................. 91 2.3. Région thoracique.............................................................. 92 2.4. Région abdominale............................................................ 95 3. Appareil génital femelle................................................................. 97 4. Appareil urinaire femelle............................................................... 99 5. Fonctions des organes génitaux et de leurs annexes..................... 100 Illustrations des séances 2 et 3......................................................... 101 Exercices de Génétique Génétique bactérienne..................................................................... 119 Résolutions....................................................................................... 127 Génétique mendélienne et évolutive................................................. 132 Résolutions...................................................................................... 155 Annexe Mise à jour de la nomenclature anatomique..................................... 178 2 Travaux Pratiques de Biologie Abréviations ABREVIATIONS ET SYMBOLES UTILISES ADN acide désoxyribonucléique AD atrium droit AG atrium gauche ARN acide ribonucléique G3P glycéraldéhyde-3-phosphate G grossissement GR globule rouge GB globule blanc Hb hémoglobine LED light-emitting diode (en français : DEL pour diode électroluminescente) LDL low density lipoprotein MGG May-Grünwald Giemsa TD tube digestif TP travaux pratiques VD ventricule droit VG ventricule gauche a. artère cf confer (1), de la construction de l'objectif et de la longueur d'onde de la lumière. Sachez que la limite de résolution la plus faible des microscopes optiques est de 0,2 µm.  Par comparaison, la limite de résolution de l'œil humain est de 100 µm ! 3. PREPARATION DES ECHANTILLONS Une préparation microscopique est constituée d’un ou plusieurs objets posés sur une lame en verre d'environ 1 mm d'épaisseur, qualifiée de porte-objet. Les objets sont éventuellement enrobés dans un milieu (baume, résine, eau …) et recouverts d’une lamelle couvre-objet de ± 0,17 mm d'épaisseur. Dans deux cas exceptionnels, l'objet peut ne pas être recouvert d’une lamelle :  Lorsqu’on examine, à l’aide d’un objectif à faible grossissement, un organisme se déplaçant dans une goutte d'eau.  Lorsqu’on examine, à de très forts grossissements, certaines préparations sèches, par exemple des frottis sanguins. DANS TOUS LES AUTRES CAS, L'OBJET DOIT ETRE RECOUVERT D'UNE LAMELLE COUVRE-OBJET ! Celle-ci a plusieurs fonctions :  Elle rend plane la surface orientée vers l'objectif. La planéité de la surface est prévue dans le calcul des caractéristiques optiques de l'objectif.  Elle protège la préparation contre l'abrasion, l'oxydation et l'évaporation.  Elle protège la lentille frontale des souillures résultant d'un contact accidentel avec l'objet. 17 Travaux Pratiques de Biologie Microscope DM500 Si la lamelle couvre-objet avait la même épaisseur que le porte-objet, elle ne permettrait pas l'observation à de forts grossissements. La distance frontale de ces objectifs étant inférieure à 1 mm, la mise au point serait impossible à faire. On utilise donc traditionnellement des lamelles en verre qui sont très fines et par conséquent, fragiles. UNE PREPARATION MICROSCOPIQUE DOIT TOUJOURS ETRE MISE A L’ENDROIT ! SI VOUS LA PLACEZ A L’ENVERS, VOUS NE POURREZ PAS L’OBSERVER AU FORT GROSSISSEMENT ! De tout ceci, il résulte que : 1°) il ne faut JAMAIS observer aux grossissements moyen ou fort une préparation provisoire sans la couvrir d'une lamelle. Si vous êtes amenés à couvrir une préparation comportant une goutte de liquide, déposez la lamelle obliquement sur un de ses bords, puis abaissez-la lentement de manière à chasser le maximum de bulles d'air, en veillant à ne pas écraser l'objet. 2°) lorsque vous observez une des préparations permanentes, vérifiez qu’elle est bien protégée par une lamelle (en y passant le doigt) et veillez à orienter la lamelle vers l’objectif. 4. POSITION DE L'OBSERVATEUR Pour votre propre confort, veillez aux points suivants :  Ajustez la hauteur de votre siège de manière à pouvoir observer et dessiner en maintenant votre buste droit.  Si vous êtes droitier et que vos deux yeux ont une vision "normale", placez le microscope devant vous, légèrement décalé sur la gauche, de manière à pouvoir observer de l'œil gauche tout en dessinant à droite de votre microscope. Si vous êtes gaucher, faites l’inverse !  Si vous portez des lunettes, demandez à votre oculiste s’il est préférable que vous les gardiez ou que vous les ôtiez pour observer au microscope.  Efforcez-vous lorsque vous faites des observations au microscope, de garder les deux yeux ouverts. Si vous prenez soin d'éclairer votre champ microscopique plus intensément que votre table de travail, vous ne rencontrerez aucune difficulté à ne prêter attention qu'à ce qui est visible dans l'oculaire...  Réglez la distance interoculaire. Tenez chaque oculaire d’une main. Rapprochez ou éloignez-les en exerçant une pression vers l'intérieur ou l'extérieur. 18 Travaux Pratiques de Biologie Microscope DM500 5. REGLAGE DU MICROSCOPE On appelle champ oculaire, la plage lumineuse observée à l'oculaire d'un microscope. Excepté avec des optiques très perfectionnées, l'image obtenue est meilleure au centre du champ qu'à sa périphérie. Il importe donc de toujours bien centrer l'objet observé dans le champ. Ce centrage demande une certaine habitude : l'image étant retournée de 180°, vos mouvements sont non seulement amplifiés mais aussi inversés gauche/droite et haut/bas. On appelle profondeur de champ, la mesure de l'épaisseur de la tranche de l’objet qui reste nette en deçà et au-delà du plan sur lequel vous avez mis au point, en faisant tourner les boutons de mouvement lent et rapide. Plus le grossissement employé est fort, plus petits sont le diamètre et la profondeur du champ oculaire, et par conséquent, moins longtemps l’image reste nette lorsqu’on manipule les boutons de mise au point (mouvement rapide : vis macrométrique ; mouvement lent : vis micrométrique).  On reconnaît celui qui sait employer un microscope à ce qu'il ne met jamais l'œil à l'oculaire sans avoir la main sur la vis de mise au point ! Comment observer une lame au microscope ? Calez la lame à examiner à l’aide du dispositif de la platine. Centrez votre lame. Mettez au point d’abord avec l’objectif à faible grossissement : ­ ôtez l'œil de l'oculaire ­ tout en gardant un contrôle visuel de la lame, remontez-la à l’aide de la vis macrométrique, jusqu'à affleurer la lentille frontale de l’objectif. EVITEZ TOUT CONTACT ENTRE LA LAMELLE ET L’OBJECTIF ! ­ l'œil rivé à l'oculaire, abaissez la platine en tournant lentement la vis macrométrique. Dès que l’image apparaît, affinez la mise au point à l’aide de la vis micrométrique. Pour passer d'un objectif à un autre plus fort, vérifiez que ce que vous observez, est parfaitement centré, sans quoi vous ne le retrouveriez pas dans le champ moins étendu de l’objectif à plus fort grossissement. Le plus souvent, une légère manœuvre du mouvement lent suffit à parfaire la mise au point. Si ce n'est pas le cas, retournez à l’objectif moins fort et recommencez l’opération.  NE METTEZ JAMAIS au point aux objectifs moyen ou fort en gardant l'œil à l'oculaire quand vous rapprochez la lame de l’objectif : vous risquez de dépasser la distance de 19 Travaux Pratiques de Biologie Microscope DM500 mise au point et d'enfoncer l'objectif dans la préparation, en détériorant l'un et l'autre. Le même désagrément peut se produire si vous avez placé votre préparation à l’envers, lamelle vers le bas ! 6. NETTOYAGE DU MICROSCOPE Toutes les parties du microscope doivent rester impeccablement propres. Essuyez immédiatement toute trace de liquide qui viendrait en contact avec une partie quelconque de l'instrument. Dès qu'une image ne vous paraît pas nette, gardez à l’esprit que ceci peut être dû au manque de propreté de l’optique. La lentille supérieure du condenseur, la lentille frontale de l'objectif et la lentille supérieure de l'oculaire doivent être nettoyées régulièrement. Faites-le en les frottant légèrement d'un mouvement circulaire à l’aide d'un mouchoir en papier neuf. Evitez d'employer un chiffon ou un mouchoir même apparemment propre qui aurait séjourné au fond de votre poche ou de votre sac : il pourrait être chargé de grains de poussière abrasive qui raieraient les lentilles !  Ne démontez sous aucun prétexte l’optique ! 7. DEPLACEMENT DU MICROSCOPE Lorsque vous aurez terminé, couvrez le microscope avec la housse de protection et laissez- le sur votre table. Si vous devez le déplacer, veillez aux points suivants :  Placez dans l'axe, l'objectif de faible grossissement et remontez la platine.  Enroulez le cordon d’alimentation électrique autour du panneau arrière du microscope qui est prévu à cet effet.  Saisissez le microscope par sa poignée en le soutenant par le statif.  Ne l'inclinez pas et, à fortiori, ne le retournez pas : certains accessoires, filtre bleu, oculaire, condenseur pourraient s’en détacher.  Ne le heurtez pas et ne le laissez jamais « en attente » sur la partie haute de votre table ! 20  Microscope Leica DM500 Oc BP T Travaux Pratiques de Biologie P R 21 Ob V Pt C D Mr Ml L S S : statif L : source lumineuse Oc : oculaire T : tube V : valet Microscope DM500 BP : boîte à prismes Mr : mvt rapide P : potence C : condenseur Ml : mvt lent Pt : platine D : diaphragme Ob : objectif R : revolver Travaux Pratiques de Biologie Microscope DM500 Microscope Leica DM 500 Oculaires : 10x Objectifs : 4, 10 et 40x Cordon d’alimentation Utilisez l'enrouleur de cordon pour ranger la partie inutile du cordon. Réglage de l’intensité lumineuse Pour commencer, positionnez le bouton de contrôle de l'éclairage sur la valeur la plus basse. Déplacez le microscope toujours à deux mains. À cet effet, il y a une poignée au dos du microscope et une gorge en façade. Interrupteur marche/arrêt 22 Travaux Pratiques de Biologie Microscope DM500 Utilisation des oculaires Réglez les tubes d'oculaires en fonction de l’écartement de vos yeux. Utilisation du condenseur Pour ouvrir et fermer le diaphragme iris, tournez simplement la bague moletée du condenseur à droite ou à gauche de façon que le trait situé sur la bague rotative soit aligné sur le grossissement utilisé de l'objectif. Si le contraste n'est pas suffisant, réduisez ensuite l'ouverture du diaphragme iris en tournant la bague moletée vers la gauche. Préparatifs avant l'observation d'une lame Placez une lame sur la platine en faisant Utilisez la commande X/Y de la platine glisser la lame vers l'avant jusqu'à l'arrêt. pour positionner la lame de sorte qu'une Les valets maintiennent la lame en partie de l'échantillon soit sous l'objectif position. utilisé. 23 Travaux Pratiques de Biologie Microscope DM500 Focalisation Tournez le revolver (au moyen de la bague moletée de la tourelle) pour mettre en position active l'objectif au grossissement le plus faible. Élevez la platine en tournant la vis macrométrique dans le sens horaire jusqu'à la butée (position la plus haute). Regardez dans les oculaires et réglez l'intensité lumineuse pour une observation confortable. Tournez ensuite la vis macrométrique dans le sens antihoraire jusqu’à ce que l’échantillon soit visible. En utilisant la vis micrométrique, mettez au point de façon à ce que l'échantillon soit parfaitement net. 24 Travaux Pratiques de biologie Ancien stéréo-microscope Ancien stéréo-microscope Oc T BP MP Ob SG S I Pt L BP : boîte à prisme Oc : oculaire I : interrupteur Pt : platine L : source lumineuse S : statif MP : mise au point SG : sélecteur de grossissement Ob : objectif T : tube 25 Travaux Pratiques de biologie Ancien stéréo-microscope Ancien stéréo-microscope Allumez le stéréo-microscope Sélectionnez le grossissement Réglez la distance interoculaire Mettez au point 26 Travaux Pratiques de biologie Ancien stéréo-microscope Stéréo-microscope Leica EZ4 1 2 3 4 5 6 7 1. Oculaires fixes 10x 2. Poignée de transport 3. Réglage du grossissement 4. Mise au point 5. Éclairage épiscopique à LED 6. Commande d’éclairage 7. Eclairage diascopique à LED 27 Travaux Pratiques de biologie Ancien stéréo-microscope Poignée de transport Position du cordon d’alimentation Enroulement du cordon d’alimentation hors utilisation Réglage de la distance interoculaire 28 Travaux Pratiques de biologie Ancien stéréo-microscope Eclairage de l’échantillon 1. Placez l’échantillon au milieu de la plaque de base 2. Allumez ou éteignez les 2 éclairages LED selon vos besoins - éclairage épiscopique : pour les objets opaques - éclairage diascopique : pour les objets transparents - combinaison des 2 pour les objets partiellement transparents Si l’éclairage n’est pas activé pendant 60 min, il s’éteint. L’éclairage épiscopique comporte 5 diodes électroluminescentes : 5, 3 ou 2 diodes peuvent être allumées. Episcopie: appuyez sur le bouton supérieur : 1x 2x 3x 4x 5 diodes 3 diodes 2 diodes éteint Diascopie: appuyez sur le bouton inférieur : 1x 29 Travaux Pratiques de biologie Ancien stéréo-microscope Mise au point de l’échantillon Réglez le grossissement sur la position la plus er basse en 1 lieu. Lors de la mise au point, la partie optique du stéréo-microscope est élevée ou abaissée. Dès que l'échantillon se trouve dans le foyer de l'objectif, il devient net. Réglez la distance de travail sur environ 100 mm pour réaliser une mise au point rapide. Réglez le grossissement sur la deuxième position. Utilisez à nouveau la commande de mise au point pour affiner la mise au point. 30 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : évaluation des paramètres Séance 1 INTRODUCTION A LA MICROSCOPIE Par la lecture des pages précédentes, vous avez maintenant acquis suffisamment de connaissances théoriques sur le stéréo-microscope et le microscope pour les manipuler correctement. Cette séance va vous permettre de mettre en pratique ce que vous avez appris en observant différentes préparations. Pour tous les dessins scientifiques réalisés lors des TP (y compris les séances 2 et 3), nous vous demandons de respecter les consignes suivantes : Dessinez au crayon, sans utiliser de couleurs, sans ombrer et sans hachurer. Représentez ce que vous observez, respectez les proportions et les dispositions des structures les unes par rapport aux autres. Ne dessinez que les structures observées et sinon représentez-les en pointillés. Légendez chacune des structures. Indiquez un titre. Pour les observations microscopiques, spécifiez le grossissement total utilisé et l’échelle. 1. EVALUATION DES PARAMETRES DE MICROSCOPIE Pour paramétrer le microscope, vous disposez d’un papier millimétré monté sur une lame porte-objet. Le côté d'un petit carré mesure 1 mm. 1.1. STEREO-MICROSCOPE Cet appareil se trouve sur votre table et sinon dans l’armoire située à votre droite.  Branchez-le et observez-en les différentes parties : oculaires, objectifs, vis de mise au point, vis de grossissement, éclairage, platine.  Installez-vous, le stéréo-microscope en face de vous, votre feuille du bon côté pour écrire, la hauteur de votre siège ajustée.  Observez un objet quelconque (texte, doigt, …) et constatez que son image est à l’endroit. 31 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : évaluation des paramètres  Examinez la préparation de papier millimétré au plus petit puis au plus gros grossissement.  Evaluez le diamètre du champ oculaire en comptant le nombre de carrés le long d’un diamètre.  Recopiez le tableau suivant sur votre rapport et complétez-le. Si vous disposez d’un nouveau stéréo-microscope (Leica) : Oculaire Objectif Grossissement total Diamètre du champ (mm) 13 x x… ÷… 56 x Si vous disposez d’un ancien stéréo-microscope (Viking) : Oculaire Objectif Grossissement total Diamètre du champ (mm) 1x x… ÷… 3x  Recopiez et complétez la phrase suivante sur votre rapport : Si le grossissement total augmente d’un facteur 2, le diamètre du champ oculaire ………………………….. d’un facteur …. 1.2. MICROSCOPE Cet appareil se trouve sur votre table et sinon dans l’armoire située à votre gauche.  Branchez-le et observez-en les différentes parties : statif, potence, source lumineuse, oculaires, revolver et objectifs, vis de mise au point, platine porte-objet, condenseur, diaphragme.  Installez-vous correctement (cf. ci-dessus).  Observez le papier millimétré à l’aide de l’objectif 4x et estimez le diamètre du champ oculaire de la même façon que pour le stéréo-microscope. Convertissez votre mesure en µm. 32 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : évaluation des paramètres  Déduisez-en ensuite le diamètre du champ oculaire pour les objectifs 10x et 40x sans observer le papier millimétré.  Recopiez le tableau suivant sur votre rapport et complétez-le. Oculaire Objectif Grossissement Diamètre du total champ (µm) 4x ÷ …… 10 x ÷ …… ÷ …… 40 x 2. ESTIMATION DE LA TAILLE D’UN OBJET Un dessin scientifique est toujours accompagné d’une échelle, c’est-à-dire un trait au- dessus ou à côté duquel est notée la taille qu’il représente en réalité. L’échelle indique une correspondance entre la taille de l'objet dessiné et sa taille réelle. Dans cet exemple 2 possibilités d’échelle sont illustrées : un trait correspondant à la hauteur de la cellule épithéliale accompagné de sa taille réelle (20 µm). un trait de 1 cm correspondant à une taille réelle de 5 µm. Pour des raisons pratiques, c’est la 1ère possibilité que nous vous demandons d’utiliser. Dessin d’un épithélium d’intestin de souris observé au G 1000x mucus microvillosités cytoplasme enveloppe nucléaire 20 µm nucléole noyau lame basale 5 µm entérocyte cellule caliciforme Indiquer un trait d’échelle sur le dessin d’un objet observé au microscope nécessite d’estimer la taille réelle de l’objet. Dans cet exemple, la hauteur d’une cellule est estimée à 20 µm. 33 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : évaluation des paramètres Pour estimer la taille d’un objet observé au microscope : Observez la préparation microscopique en choisissant l’instrument (microscope ou stéréo-microscope) et le grossissement adéquats. Dans la mesure du possible, l’objet doit occuper une bonne partie du champ oculaire mais ne pas le dépasser. Estimez le rapport entre une dimension de l’objet et le diamètre du champ oculaire. Par exemple ici : au grossissement 1000x, la hauteur d’une cellule épithéliale correspond à 1/10 du diamètre du champ oculaire. Connaissant le diamètre du champ oculaire pour le grossissement utilisé (cf point 1), déterminez la taille réelle de la dimension de l’objet observé. Dans l’exemple : si au grossissement 1000x, le diamètre du champ oculaire est de 200 µm, la hauteur réelle de la cellule épithéliale est de 200 /10 soit 20 µm. Les lames à examiner sont des préparations permanentes d’organismes entiers (in toto). Vous disposerez de 2 préparations : une grande douve du foie (Fasciola hepatica), un invertébré appartenant à la classe des trématodes de l’embranchement des plathelminthes. Il s’agit d’un endoparasite hématophage vivant dans les canaux biliaires des ovins, des bovins et accidentellement d’autres animaux dont l’humain. La grande douve du foie est responsable de la distomatose. Le cycle de ce parasite est détaillé dans le cours théorique. une puce ou un pou. Il s’agit de 2 arthropodes mandibulates appartenant au groupe des hexapodes (insectes). Ce sont des ectoparasites hématophages. - Les puces peuvent être des vecteurs de maladies comme la peste. - Les poux sont responsables de pédiculose ou de phtiriase. Trois espèces sont spécifiques aux êtres humains :  Pediculus capitis, le pou de tête. Il vit sur le cuir chevelu humain. Il est fréquemment retrouvé dans les collectivités d’enfants.  Pediculus humanus, le pou de corps. Il est généralement associé à un manque d’hygiène. Il peut transmettre des maladies bactériennes (ex : typhus).  Phtirus pubis, communément appelé morpion. Il vit principalement au niveau des poils pubiens. La phtiriase est une maladie sexuellement transmissible (MST).  Estimez la largeur de la douve (à l’endroit le plus large) 34 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : évaluation des paramètres  Si vous observez un pou, fermez le diaphragme complètement car le spécimen est peu contrasté. Observez les crochets présents sur les pattes antérieures. Ils permettent à l’animal de s’accrocher aux cheveux. Estimez la longueur totale du spécimen. Estimez la largeur de la tête à l’endroit le plus large, c’est-à-dire à hauteur des yeux. Incluez l’espace occupé par les yeux pour effectuer votre mesure. Référez- vous à la figure ci-dessous pour effectuer vos mesures.  Si vous observez une puce : Estimez la longueur totale du spécimen. Estimez la distance séparant l’extrémité antérieure du peigne (cténidie) céphalique et l’extrémité dorsale du peigne prothoracique. Référez-vous à la figure ci-dessous pour effectuer vos mesures. Les mesures à réaliser sont représentées sur les illustrations ci-dessous : Douve 1 Pou Puce 2 2 Pou Puce peigne prothoracique 3 3 peigne céphalique 35 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : frottis sanguins  Recopiez et complétez le tableau correspondant aux spécimens observés. Si vous avez observé une douve et un pou : Si vous avez observé une douve et une puce : 3. OBSERVATION DE FROTTIS SANGUINS Les lames à examiner sont des préparations colorées que vous pouvez observer à sec, à l’objectif adéquat. Réalisation d’un frottis sanguin : a) Une goutte de sang est déposée à une extrémité d’une lame en verre. Une seconde lame est placée contre la goutte de façon à ce que l’angle formé par les 2 lames soit de 30°- 40°. b) Au contact de la lame, la goutte s’étend par capillarité dans l’angle aigu formé par les deux lames. c) D’un mouvement bref sans à-coup, la seconde lame est glissée à l’extrémité opposée de la première lame pour étendre la goutte en une couche monocellulaire. 36 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : frottis sanguins lame a) lame goutte de sang b) c) Après séchage, le frottis est coloré au May-Grünwald-Giemsa (MGG) et de préférence recouvert d’une lamelle. Les éléments cellulaires acidophiles sont colorés en rose orangé, les éléments basophiles en bleu-violet et les éléments neutres en rose-lilas. 3.1. FROTTIS DE SANG DE GRENOUILLE  Mettez au point successivement aux trois objectifs.  Remarquez la présence d’un noyau.  Dessinez trois globules rouges au gros grossissement. N’oubliez pas d’indiquer l’échelle.  Sur ces préparations, les globules blancs sont difficilement identifiables. Frottis sanguin de grenouille 3.2. FROTTIS DE SANG HUMAIN SAIN Le sang humain est constitué d’un milieu liquide appelé plasma dans lequel baignent les cellules sanguines. 37 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : frottis sanguins Celles-ci sont classées en trois catégories : les globules rouges (GR), érythrocytes ou hématies, impliqués dans le transport d’O2 et dans une moindre mesure, de CO2 ; les globules blancs (GB) ou leucocytes, qui participent à la défense du corps (système immunitaire) ; les plaquettes ou thrombocytes, qui jouent un rôle essentiel dans les mécanismes de coagulation. 3.2.1. Les globules rouges, érythrocytes ou hématies Etant donné que les GR sont environ 1000 fois plus nombreux que les GB, vous ne verrez quasiment qu’eux (colorés en rose orange pâle) sur vos préparations. Un GR normal a la forme d’un disque biconcave. Cette forme confère une élasticité importante lui permettant de remplir son rôle de transporteur d’O2 jusque dans les plus fins capillaires. Lorsqu’ils sont complètement différenciés, les GR sont constitués essentiellement d’une membrane plasmique limitant le cytoplasme, dépourvus d’organites et riches en hémoglobine (pigment respiratoire). Chez l’être humain, au stade adulte, les GR sont élaborés dans la moelle osseuse dite hématopoïétique, qui est localisée dans les os plats (côtes, sternum, clavicules, …) et aux extrémités (épiphyses) des os longs. Leur durée de vie est en moyenne de 120 jours au terme desquels ils sont détruits essentiellement par la rate. 3.2.2. Les globules blancs ou leucocytes Dispersés entre les GR, vous repérerez sans difficulté les GB, notamment par la couleur violette de leur noyau due à la coloration de la préparation. Les leucocytes se distinguent par l’aspect de leur noyau et la présence ou non de granulations dans le cytoplasme. Chaque type de leucocyte est présent dans le sang en proportions différentes : Neutrophiles, de 50 à 70 %. Eosinophiles, de 2 à 4 %. Basophiles, de 0,5 à 1 %. Lymphocytes, de 20 à 40 %. Monocytes, de 3 à 8 %. 38 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : frottis sanguins LES GRANULOCYTES Ils possèdent de nombreuses granulations cytoplasmiques et un noyau polylobé unique, laissant à penser que la cellule est plurinucléée ce qui leur a valu autrefois le nom de polynucléaires. Ce sont des phagocytes. Sur base de leur affinité à absorber les colorants vitaux usuels (coloration au MGG), on distingue les : - Neutrophiles : dont le noyau forme 3 à 5 lobes et le cytoplasme clair contient de fines granulations rose-lilas car leur contenu retient les colorants acides et basiques. Ils peuvent quitter les vaisseaux et migrer vers les foyers d’inflammation où ils phagocytent débris cellulaires, bactéries et cellules infectées. Ce sont les GB les plus abondants. - Eosinophiles : leur noyau est généralement bilobé et leurs granulations cytoplasmiques volumineuses sont colorées en rose orangé brillant en raison de leur contenu en protéines basiques qui fixent l'éosine (granulations acidophiles). Les granulations contiennent des substances toxiques (histamine entre autres). Leur fonction principale est de lutter contre les parasites en s’y fixant et en libérant des enzymes destinées à les détruire. Ils jouent aussi un rôle dans l’allergie et dans l’inflammation. Ils sont capables de phagocyter les complexes antigène-anticorps, responsables de la libération de l'histamine par les basophiles et les mastocytes. - Basophiles : dont le noyau est peu segmenté et en général masqué par d’imposantes granulations bleutées. Malgré leur capacité de phagocyter des molécules étrangères, leur principale fonction est de libérer des substances qui médient la réaction d'hypersensibilité. Ils libèrent par dégranulation des substances anticoagulantes (héparine) et vasodilatatrices (histamine). Cette dégranulation se produit lorsque les anticorps qui recouvrent leur surface entrent en contact avec l'antigène qui, lors d'une première rencontre, a suscité leur formation. Cette libération peut entraîner urticaire, rhinite, œdème, bronchospasme, choc anaphylactique, … LES LYMPHOCYTES La taille du noyau des lymphocytes avoisine celle des GR. Généralement, le noyau occupe la quasi-totalité de la cellule et n’est entouré que par un fin liseré de cytoplasme bien que la quantité de ce dernier puisse 39 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : frottis sanguins augmenter selon l’activité de la cellule. Ils jouent un rôle primordial dans les mécanismes de défense immunitaire : les lymphocytes B sont responsables de l’immunité humorale. Ils produisent les anticorps. les lymphocytes T sont responsables de l’immunité cellulaire. Ils détruisent par un mécanisme complexe les cellules identifiées comme étant étrangères. LES MONOCYTES Les monocytes sont les plus grandes cellules circulant dans le sang. Leur cytoplasme coloré en bleu gris, comporte de très fines granulations non visibles en microscopie optique. Leur noyau volumineux présente une indentation profonde (noyau réniforme ou en fer à cheval). Les monocytes sont des cellules mobiles, capables de se différencier en phagocyte : macrophage dans le tissu conjonctif, cellule microgliale dans le système nerveux central, ostéoclaste dans l'os, … Leur rôle est essentiel dans les processus d'épuration de l'organisme. Par les substances qu’ils sécrètent et leur capacité de phagocytose, ils interviennent avec efficacité dans la défense aspécifique et spécifique. 3.2.3. Les plaquettes sanguines ou thrombocytes Vous observerez également des petits fragments de cellule dépourvus de noyau : les plaquettes. Elles sont produites dans la moelle osseuse par fragmentation de volumineuses cellules polyploïdes : les mégacaryocytes. Elles jouent un rôle essentiel dans le processus de coagulation sanguine (processus complexe aboutissant à la formation de caillots sanguins). Dans les tissus normaux, les plaquettes s’agrègent pour colmater les petites lésions qui surviennent continuellement dans les capillaires. En cas de blessure sérieuse, l'agrégat plaquettaire arrête en partie l’hémorragie (hémostase primaire) mais doit être consolidé par un réseau de fibrine qui se forme suite à des réactions en cascade mettant en jeu les facteurs de coagulation (hémostase secondaire).  Mettez au point successivement aux trois objectifs.  Réalisez un dessin représentant trois globules rouges, un granulocyte, un lymphocyte et un monocyte. Légendez chaque type cellulaire et veillez à respecter les proportions : par exemple, si une cellule est deux fois plus grande qu’un globule rouge, elle doit apparaître comme telle sur votre dessin. N’oubliez pas d’indiquer l’échelle.  Indiquez au moins deux différences majeures existant entre les globules rouges humains et de grenouille. 40 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : frottis sanguins 3.3. FROTTIS DE SANG PARASITE  Observez les frottis sanguins mis à votre disposition. Le sang est parasité par des organismes unicellulaires responsables de parasitoses graves affectant plusieurs centaines de millions de personnes dans le monde. Vous observerez le Trypanosoma brucei gambiense. L’espèce Trypanosoma brucei est responsable de la Nagana chez le bétail. Elle constituée de trois sous-espèces : Trypanosoma brucei brucei, Trypanosma brucei gambiense et Trypanosoma brucei rhodesiense. Ces deux dernières sous-espèces se sont adaptées à l’homme et causent la maladie du sommeil. Le Trypanosma brucei gambiense est responsable de la trypanosomiase humaine chronique en Afrique de l’Ouest : un sujet peut être infecté pendant des mois, voire des années, sans présenter les symptômes de la maladie qui, une fois déclarée, est mortelle en l’absence de traitement. Le Trypanosoma brucei rhodesiense est lui, responsable de la forme aiguë qui sévit en Afrique de l’Est, également mortelle en l’absence de traitement. Les trypanosomes sont des protistes flagellés fusiformes qui se déplacent le flagelle à l’avant. Dans le sang des vertébrés, le flagelle est lié au corps cellulaire par une membrane ondulante. Après une phase sanguine extracellulaire, ils envahissent massivement le système nerveux central entraînant des signes de méningo-encéphalite en particulier des troubles du sommeil (d’où le nom de « maladie du sommeil »). Les vecteurs des trypanosomes africains sont des diptères hématophages du genre Glossina surnommés mouches tsé-tsé. Trypanosoma brucei gambiense © Giussepe Mazza 41 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : frottis sanguins Glossina morsitans © Warren photographic Vous observerez également des GR murins infectés par le Plasmodium berghei. Il ressemble aux espèces de Plasmodium responsables du paludisme (malaria) chez l’humain. Le Plasmodium débute son cycle chez l’animal en envahissant les cellules du foie. Après la phase hépatique, les parasites pénètrent dans les GR où ils se multiplient et peuvent se présenter sous des formes très diverses (anneau, bague, bande équatoriale,...). La destruction des GR entraîne une anémie. Les parasites ne poursuivent leur cycle de développement que s’ils sont avalés par un moustique femelle du genre Anopheles lors de son repas sanguin. P. berghei : P. vivax (anneaux) schizontes matures contenant des mérozoïtes © Janse CJ, Ramesar J & Waters AP Nature Protocols 1, 346 - 356 (2006) © Icke G, Davis R, McConnell W PLoS Med 2(2): e11 (2005) 42 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : frottis sanguins Anopheles femelle © The Nation 2017  Dessinez un ou deux parasites ainsi qu’un ou deux globules rouges pour chaque frottis. N’oubliez pas d’indiquer l’échelle. Précisez de quel parasite il s’agit, de quelle maladie il est responsable et quel en est le vecteur.  Les cycles de ces deux parasites sont présentés en détail dans le cours théorique. 3.4. FROTTIS DE SANG DE PATIENTS ATTEINTS DE DREPANOCYTOSE  Observez les frottis sanguins mis à votre disposition. La drépanocytose ou anémie à cellules falciformes est une maladie héréditaire qui se caractérise par une altération de l'hémoglobine (Hb). Le gène muté est le gène qui code la ß-globine. La mutation d’un nucléotide entraîne le remplacement de l’acide glutamique par une valine, en 6ème position de la chaîne polypeptidique (cf cours théorique). L’allèle muté (allèle S) et l’allèle sauvage (allèle A) sont co-dominants c’est-à- dire que chez l’individu hétérozygote, les 2 allèles s’expriment et contribuent au phénotype. La principale forme d’Hb humaine, l’HbA, est constituée de deux α-globines et de deux ß-globines. L’Hb formée à partir des ß-globines portant la mutation responsable de la drépanocytose est appelée HbS. Sa solubilité est diminuée à l'état désoxygéné. Dans des conditions particulières et notamment d'hypoxie, l'HbS polymérise ce qui entraîne une déformation des GR en faucille. La lyse de ces GR et d’autre part leur destruction par la rate conduit à une anémie, d'où le nom de la maladie : "anémie falciforme". L’anémie se traduit par une pâleur marquée, une fatigue excessive et en cas d’effort, une augmentation du rythme cardiaque (tachycardie) ainsi qu’un essoufflement (dyspnée). 43 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : frottis sanguins Les GR déformés en faucille sont plus rigides et par conséquent, circulent plus difficilement dans les vaisseaux ce qui les empêche de jouer pleinement leur rôle de transporteur d’O2. Ils obstruent les petits vaisseaux sanguins ce qui empêche le sang d’irriguer correctement les organes (crises vaso-occlusives). Le manque d’O2 entraîne des douleurs aiguës, le plus souvent au niveau des extrémités, du thorax et du dos. La répétition et l’accumulation de ces crises peuvent à la longue endommager les différents organes et laisser des séquelles. Par ailleurs, l’épuisement de la rate conduit à un déficit immunitaire qui augmente la susceptibilité aux infections. La maladie est transmise selon un mode autosomique récessif. Seuls les individus homozygotes sont symptomatiques. Les individus hétérozygotes sont en principe asymptomatiques. Toutefois, une crise drépanocytaire peut être déclenchée dans une situation d’hypoxie par exemple (altitude, effort, avion,...). Ces individus sont « protégés » contre les effets du paludisme (cf. cours théorique). Falciformation d’un GR  Dessinez un globule rouge sain et au moins un globule rouge déformé en faucille. N’oubliez pas d’indiquer une échelle. Décrivez brièvement l’origine de la maladie. © Biomed, Portail de Biologie Médicale 44 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : paramécie 4. OBSERVATION DE PARAMECIES 4.1. INTRODUCTION Le terme « infusoires » est un terme ancien utilisé pour désigner des organismes unicellulaires qui se développent dans des infusions végétales. Les infusoires se divisent en deux groupes : les Ciliés et Flagellés. Ils vivent en suspension dans l’eau douce ou saumâtre où ils se nourrissent de petites particules nutritives et des bactéries qui y pullulent. Il est relativement facile de cultiver des infusoires d'espèces variées. Il suffit de laisser à l'air libre une infusion ou une macération de végétaux (laitue, foin, riz non décortiqué, …). A partir des spores et de kystes véhiculés par l'air ou introduits avec les végétaux, il s'y développe une succession de flores et de faunes microscopiques. Les bactéries et les petits flagellés prolifèrent en premier lieu. Si la culture est bien éclairée, des flagellés autotrophes, capables d’utiliser l’énergie lumineuse pour synthétiser leurs molécules organiques à partir d’H2O et de CO2, se développent. La deuxième vague est constituée de petits infusoires hétérotrophes qui se nourrissent de bactéries et de flagellés. Apparaissent ensuite, des protistes de 150 à 300 µm appartenant notamment au genre Paramecium ainsi que des rotifères. Ces derniers sont des animaux pluri- cellulaires, apparentés aux nématodes mais dont la taille et le mode de vie sont semblables à ceux des infusoires avec lesquels ils vivent en compétition. Ils sont reconnaissables à leurs deux couronnes ciliées à l’avant qui entraînent un courant de particules vers la bouche et qui, chez certaines espèces, permettent à l’animal de se déplacer (cf cours théorique). Enfin, des organismes plus grands (0,5 à 1 mm) peuvent supplanter les populations précédentes. Ce sont notamment des infusoires prédateurs qui se nourrissent des paramécies et des rotifères. Les cultures que vous observerez aux TP sont réalisées sur ce schéma et arrêtées au moment où les paramécies prédominent. Par conséquent, elles contiennent des bactéries parfois visibles au plus fort grossissement, des flagellés et fréquemment des rotifères. Le fait que certains infusoires, comme les paramécies, puissent atteindre la même taille que des rotifères constitués de plusieurs centaines de cellules et vivre en compétition avec eux démontre que les infusoires sont des unicellulaires très complexes. 45 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : paramécie Observation de la densité des cils en microscopie photonique SSAFT.com 4.2. OBSERVATIONS GENERALES  Placez une PETITE goutte de culture sur une lame en verre.  Repérez les paramécies au microscope à faible grossissement. Pour vous aider, modifiez le contraste à l’aide du diaphragme. Si vous n’en voyez pas, recommencez...  Une fois les paramécies repérées, recouvrez délicatement la goutte à l’aide d’une lamelle couvre-objet en la tenant en oblique sur un long côté puis en la laissant descendre lentement.  Observez leur mouvement.  Tentez ensuite de les ralentir en absorbant délicatement un peu d’eau par capillarité à l’aide d’un papier absorbant appliqué contre un des bords de la lamelle … mais laissez suffisamment d’eau pour ne pas les immobiliser et remettez-en régulièrement.  Observez quelques paramécies aux différents grossissements. Regardez à proximité des débris végétaux ou des bulles d’air, les paramécies s’y déplacent plus lentement ! Les paramécies se reconnaissent : à leur forme fusiforme qui rappelle celle d’une babouche. Quatre fois plus longues que larges, elles présentent sur le côté ventral une vaste dépression en gouttière appelée péristome. à leur mouvement hélicoïdal semblable à celui de la vis d’un tire-bouchon. Il existe plusieurs espèces de paramécies. Elles diffèrent entre elles par quelques détails. Les traits décrits au cours théorique et ci-dessous sont présents chez la majorité d’entre elles et par conséquent, chez celle(s) que vous aurez sous les yeux (P. caudatum). Le corps est long de 150 à 300 µm (visible à l’œil nu). Il est entouré par une enveloppe protectrice appelée pellicule (ou cuticule). La pellicule forme une sorte de cotte-de-mailles flexible perméable aux liquides et aux gaz. 46 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : paramécie Observation de la pellicule en microscopie photonique SSAFT.com Le cytoplasme présente deux zones : l’une externe, l’ectoplasme qui empêche des déformations trop importantes ; l’autre interne, l’endoplasme, plus fluide et granuleuse car elle contient de multiples inclusions (gouttelettes lipidiques, glycogène...), les organites et les noyaux.  Faites un seul grand dessin de vos observations ainsi que des différents éléments décrits. N’oubliez pas d’indiquer une échelle. 4.3. OBSERVATIONS DE LA CILIATURE ET DES ORGANITES  Au fur et à mesure de vos observations aux grossissements moyen et fort, reportez sur votre dessin les détails de votre préparation.  Pour rappel, si vous dessinez des structures que vous n’avez pas observées, celles- ci doivent apparaître en pointillé sur votre dessin. 4.3.1. Ciliature Le corps est entièrement couvert de cils vibratiles (environ 25 000) servant à la locomotion. Chacun des cils s'implante dans une dépression de la cuticule d'où l'aspect grillagé de cette dernière. Le battement d’un cil étant légèrement en retard par rapport à celui du précédent, il en résulte une série d’ondes parcourant longitudinalement la couverture ciliaire. Les cils présents au niveau du péristome et des structures en relation avec lui (voir 4.3.3.) sont plus puissants. Ils jouent un rôle dans la nutrition. Onde parcourant une ligne de cils vibratiles  Observez attentivement les cils et leurs ondulations. 47 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : paramécie  Représentez la ciliature sur une partie de la surface de la paramécie dessinée. 4.3.2. Vacuoles pulsatiles Les paramécies comportent généralement à chacune de leurs extrémités une vacuole pulsatile. Chaque vacuole est constituée d’une partie centrale, sphérique, plus ou moins dilatée, entourée de canalicules plus ou moins élargis en ampoules. Elle se contracte et se relâche de façon cyclique. Si l'on prend comme point de départ le moment où la vacuole centrale est contractée, les phases du cycle sont les suivantes :  les canalicules rayonnants se dilatent et prennent la forme d'une ampoule dont l’extrémité la plus grosse est située près de la vésicule centrale.  le contenu des canalicules se déverse dans la vésicule ; celle-ci se dilate (diastole) alors que les canalicules reprennent un aspect allongé.  en se contractant, la vésicule déverse son contenu à l'extérieur (systole) par un orifice non visible au microscope. Observation des vacuoles pulsatiles en microscopie photonique SSAFT.com Leur rôle est à la fois excréteur et osmorégulateur. Le liquide excrété est riche en déchets azotés (urée, acide urique...), en CO2 dissous et sa teneur en H2O varie selon les besoins du protiste.  Observez le fonctionnement des vacuoles pulsatiles.  Dessinez-les en systole et diastole. N’oubliez pas d’indiquer l’échelle. Se contractent-elles simultanément ou alternativement ? Restent-elles localisées au même endroit ou non ? 48 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : paramécie 4.3.3. Vacuoles digestives La grande invagination ventrale en forme d'entonnoir appelée péristome mène au cytostome. Le battement des cils localisés en bordure du péristome induit un tourbillon qui entraîne les particules alimentaires présentes dans le milieu environnant vers le cytostome où elles transitent avant de passer dans un petit canal intracytoplasmique appelé cytopharynx. C’est au fond de ce dernier que se forment les vacuoles de phagocytose qui fusionnent dans un deuxième temps avec les lysosomes. 4.3.4. Noyaux Comme tous les ciliés connus, la paramécie contient 2 types différents de noyaux : un macronoyau et un micronoyau. La cellule peut posséder un ou plusieurs noyaux de chaque type selon son stade de développement. Le macronoyau, volumineux et polyploïde est situé dans la région centrale. Il contrôle les fonctions trophiques, de maintien en vie et de croissance, de la paramécie. Le micronoyau, de taille réduite est sphérique et diploïde. Il assure les fonctions sexuelles indispensables pour engendrer la variation génétique. La paramécie se reproduit par scissiparité ; le macronoyau s’allonge et se divise par constriction. La variation génétique est assurée par un processus de conjugaison au cours duquel deux paramécies échangent des micronoyaux haploïdes. Le macronoyau apparaît comme une masse généralement réniforme. Le micronoyau, lorsqu’il n’est pas engagé dans une dépression du macronoyau, apparaît comme une petite tache à proximité du macronoyau. 4.3.5. Trichocystes Les infusoires possèdent, sous leur membrane plasmique, dans l’ectoplasme, des petites capsules allongées appelées trichocystes. Lorsque l'infusoire est menacé (prédateur dans les conditions naturelles, substances chimiques au laboratoire), les trichocystes se dévaginent et libèrent un liquide qui, en coagulant au contact de l'eau, forme des filaments collants. Les grands infusoires prédateurs s'en servent aussi pour chasser leurs proies. Ces organites ne servent qu'une fois. 49 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : paramécie Gros plan sur les trichocystes (en forme de petites flèches) d’une paramécie. © Jean-Marce Babalian 2016 cils vacuole pulsatile micronoyau macronoyau péristome cytostome vacuoles digestives cytopharynx phagosome vacuole pulsatile Paramecium caudatum 50 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : épiderme d’oignon 5. OBSERVATION DE L’EPIDERME D’ECAILLE DE BULBE D'OIGNON L’oignon est une plante monocotylédone herbacée appartenant au genre Allium. Il est cultivé pour ses bulbes d’un goût prononcé et d'une odeur forte. Un bulbe est un bourgeon volumineux composé d’une tige courte sur laquelle sont insérées de nombreuses feuilles modifiées en forme d’écaille. La partie circulaire située à la base du bulbe d’où naissent la tige, les racines et les écailles, constitue le plateau. Les écailles contiennent dans leur base épaissie des substances de réserve. Le bulbe est formé d’une série d’écailles emboîtées de façon concentrique. Les plus externes sèches et subéreuses, constituent la tunique qui assure la protection de l'ensemble tandis que les plus internes, charnues, sont gorgées de matières de réserves. écailles charnues écailles protectrices = tunique bourgeon terminal plateau bourgeon axillaire racines adventives © Michèle Muller-Zinck Lycée J. Rostand Strasbourg d’après « Etude pratique de la cellule végétale en microscopie photonique », Savouré et Verger-Lagadec, Ed. Ellipses. 5.1. TECHNIQUE  Déposez une goutte d’eau sur une lame de microscope.  Prélevez une écaille d’oignon.  Sur la face interne de cette écaille (ou externe, c’est plus joli mais plus difficile à réaliser !), faites, à l’aide d’un scalpel ou d’une lame de rasoir, deux incisions transversales parallèles dans l’épiderme à 5-6 mm d’intervalle.  Détachez à la pince fine le lambeau d'épiderme ainsi découpé en opérant comme si vous décolliez un autocollant de sa feuille de protection. 51 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : épiderme d’oignon  Etalez-le autant que possible et immergez-le complètement dans la goutte d'eau préparée sur la lame.  Couvrez d'une lamelle que vous laissez descendre, selon les règles, en biais et très délicatement pour éviter les bulles d’air. Si, malgré tout, des bulles apparaissent, tapotez sur la lamelle pour les chasser.  Veillez à ce que l’épiderme ne dépasse pas de votre lamelle et essuyez l’excédent d’eau.  Observez au grossissement moyen quelques cellules puis au gros grossissement une cellule. 5.2. OBSERVATION VITALE DANS L’EAU La préparation doit être observée en diaphragmant assez fort car l'objet est peu contrasté.  Les PAROIS DE CELLULOSE délimitent de grandes cellules polyédriques très allongées. La paroi de chaque cellule se distingue mal de celle des cellules voisines malgré la présence entre elles de la lamelle mitoyenne (appelée également lamelle moyenne) constituée de polysaccharides adhésifs (pectine) formant un ciment intercellulaire. Les trois structures apparaissent comme un ensemble unique. A l’endroit où trois cellules viennent en contact, subsiste un très petit espace de section triangulaire : le méat intercellulaire. Tous les méats communiquent entre eux ce qui conduit à la formation d’un vaste réseau où circule l'air nécessaire à la respiration des cellules.  La VACUOLE occupe presque tout l’intérieur de la cellule adulte. C’est un organite (apparemment vide d’où son nom latin : vacuum, vide) rempli d'eau et contenant diverses molécules inorganiques et organiques telles que, par exemple, des sucres et parfois des pigments rendant son observation plus aisée (cf cours théorique). Vous effectuerez cette manipulation sur une variété d’oignon rouge dont le suc vacuolaire comporte des pigments protecteurs dits anthocyaniques conférant à la vacuole une coloration rose violet caractéristique. La vacuole est délimitée par une membrane : le tonoplaste.  Le CYTOPLASME, incolore et granuleux, forme une très fine couche étroitement accolée à la membrane plasmique et par conséquent, difficilement visible sauf parfois dans les coins de la cellule. Il est limité intérieurement par le tonoplaste et extérieurement par la membrane plasmique. 52 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : épiderme d’oignon En raison de la turgescence de la cellule, la membrane plasmique et la paroi se distinguent très mal, voire pas du tout !  Le NOYAU baigne entièrement dans le cytoplasme. Il est facile à repérer parce qu'il est plus réfringent que le cytoplasme. Il contient deux nucléoles encore plus réfringents que lui. En dépit des apparences, il n'adhère jamais à la paroi, ce qui est d'ailleurs impossible puisqu’entre la paroi et le cytoplasme se trouve la membrane plasmique.  Faites un grand dessin illustrant la synthèse de vos observations à l’objectif 10x et 40x, de 3 cellules de forme et de taille moyennes délimitant un méat intercellulaire. Ce dessin doit comporter le contour géométrique des 3 cellules et pour l’une d’entre elles, faites-y figurer tous les éléments de la structure cellulaire (vacuole, tonoplaste, cytoplasme, noyau, enveloppe nucléaire, membrane plasmique et paroi cellulaire) tels que vous les observez. Représentez les structures non observées en pointillés. N’oubliez pas d’indiquer une légende et l’échelle. lamelle mitoyenne paroi primaire paroi secondaire + memb plasm plasmodesme membrane plasmique Epiderme interne d'écaille d'oignon 400x © A. Syred/Science Photo Library 53 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : épiderme d’oignon 5.3. EXPERIENCE DE PLASMOLYSE Dans des conditions normales, toute cellule végétale exerce sur sa paroi de cellulose une pression à laquelle s'oppose une contre-pression identique développée par la paroi. La cellule est dans un état de rigidité appelé turgescence.  Si le milieu extérieur devient plus hypotonique (par exemple en présence d'eau), il ne se passe généralement pas grand-chose car la paroi de cellulose est déjà dans un état proche de la distension maximale. Tout au plus un peu plus d'eau pénètre dans la cellule ce qui la rend encore plus rigide. La cellule atteint l'état de turgescence maximale (cas de la salade placée dans de l'eau et qui devient croquante). Il est assez exceptionnel que la pression exercée sur la paroi de cellulose excède la résistance mécanique de celle-ci. C'est cependant ce qui arrive aux cellules de fruits mûrs, gorgées de sucre, en contact avec l'eau de pluie. Elles se gorgent tellement d'eau qu’elles éclatent et le fruit se crevasse !  Lorsqu’une cellule végétale est plongée brutalement dans un milieu hypertonique, l'eau sort de la cellule. Dès les premières minutes, on observe une diminution du volume de la vacuole qui peut se fragmenter en 2 ou 3 parties. Le cytoplasme se rétracte et la membrane plasmique se décolle de la paroi. Lorsque le phénomène est lent, il arrive que de minces prolongements de cytoplasme subsistent entre la masse rétractée et certains points de la paroi de cellulose. Ceux-ci correspondent aux plasmodesmes. Les plasmodesmes sont des jonctions cellulaires spécifiques des végétaux au niveau desquelles les cytoplasmes de deux cellules adjacentes sont en communication (cf. cours théorique). Au bout de quelques minutes, la plasmolyse n’évolue plus. Jusqu'à un certain seuil, le phénomène est réversible ; au-delà, il entraîne la mort de la cellule. La PLASMOLYSE est l'état cellulaire résultant d'une perte d’eau par la cellule. Elle se traduit par une diminution des volumes vacuolaire et cytoplasmique pouvant entraîner une rupture de contact entre la membrane plasmique et la paroi de cellulose.  Notez que la plasmolyse est un phénomène de type expérimental. Dans la nature, elle se produit rarement. Son intérêt est cependant considérable car elle a permis de comprendre le comportement osmotique normal des cellules. Qu’est-ce qui pourrait déclencher une plasmolyse en milieu naturel ? 54 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : épiderme d’oignon Plasmolyse d’une cellule d’oignon, publié en 2005 par Alain Gallien (SVT) 5.3.1. Technique L'expérience de plasmolyse peut être effectuée sur la préparation d’épiderme déjà réalisée. Au besoin, refaites-en une.  Appliquez une grosse goutte de solution de NaCl 10% contre un des bords de la lamelle.  Du côté opposé, aspirez par capillarité le liquide en excès avec un morceau de mouchoir en papier. lamelle lame goutte de NaCl 10% épiderme eau buvard ou papier absorbant Si le temps presse, retirez la lamelle et déposez directement la solution hypertonique sur le lambeau d’épiderme mais ATTENTION, la plasmolyse sera alors très rapide !  Observez la plasmolyse. 55 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : épiderme d’oignon 5.3.2. Interprétation La diminution des volumes vacuolaire et cytoplasmique est la conséquence d’échanges d’eau entre la cellule et le milieu extérieur. La migration nette des molécules d’eau obéit aux lois de l’osmose : elle se fait du milieu le moins concentré en solutés non diffusibles (ici, l’intérieur de la vacuole) vers le milieu le plus concentré en solutés non diffusibles (ici, le liquide extracellulaire contenant le NaCl ajouté). Ces deux milieux sont séparés par une membrane semi-perméable qui ne laisse passer pratiquement que l’eau. La plasmolyse s’arrête lorsque l’isotonie est atteinte c'est-à- dire lorsque la concentration en solutés non diffusibles présents de part et d’autre de la membrane est égale. Dans le cas présent, le phénomène de plasmolyse est brutal et peut entraîner un décollement de la membrane plasmique par rapport à la paroi. Dans ces conditions, la plasmolyse n’est pas réversible et la cellule meurt rapidement !  Schématisez ( et non pas dessinez !) une cellule à un stade avancé de plasmolyse et précisez où se situent la paroi, la membrane cytoplasmique, le cytoplasme, le noyau et la vacuole.  Répondez à la question : qu’y a-t-il entre la paroi et la membrane plasmique ? 56 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie : épiderme d’oignon  Expliquez le phénomène de plasmolyse en deux à trois phrases.  Si vous avez observé une cellule dont la vacuole contient des anthocyanes, l'intensité de la couleur de la vacuole a-t-elle varié au cours de la plasmolyse ? Si oui, expliquez pourquoi. Cellules épidermiques d’oignon rouge montées dans une solution de chlorure de sodium concentrée et observée au microscope photonique (gros grossissement). © SVT académie d’Orléans-Tours 57 Travaux Pratiques de Biologie Métabolisme des glucides 6. OBSERVATION DE TISSUS VEGETAUX IMPLIQUES DANS LE METABOLISME DES GLUCIDES Rappel : Les végétaux, à l’inverse des animaux, sont capables de produire des glucides par photosynthèse : CO2 + H2O + énergie lumineuse  glucides + O2 Chez les végétaux, la photosynthèse a lieu dans les chloroplastes, des organites présents uniquement dans les parties vertes de la plante. Chez la plupart des plantes, les feuilles sont les principaux sites de la photosynthèse. Le schéma suivant illustre d’une part l’origine des matières premières utilisées lors de la photosynthèse et d’autre part, la destinée des produits de la photosynthèse. 58 Travaux Pratiques de Biologie Métabolisme des glucides Les matières premières de la photosynthèse (CO2 et H2O) gagnent les cellules photosynthétiques par deux voies distinctes : Le CO2 atmosphérique atteint les tissus internes de la feuille en traversant des pores microscopiques appelés stomates (étape 1 du schéma ci-dessus). Il diffuse ensuite à l’intérieur des cellules et pénètre dans les chloroplastes. L’eau est absorbée par les racines (étape 2) et est amenée aux cellules photosynthétiques par un tissu conducteur appelé xylème (étape 3). Le xylème forme un réseau de circulation continu dans les racines, les tiges et les feuilles où il constitue une partie des nervures. La photosynthèse se déroule intégralement à l’intérieur des chloroplastes. Le produit résultant de l'assimilation du carbone n’est pas directement le glucose mais un composé à 3 carbones nommé glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P). Le G3P produit dans les chloroplastes s’engage dans 2 voies : une petite partie du G3P est convertie à l’intérieur des chloroplastes en glucose puis en amidon, un polymère insoluble de glucose (étape 5). L’amidon stocké dans les chloroplastes constitue une réserve temporaire de glucose. La nuit, il est dégradé pour subvenir aux besoins métaboliques de la plante. la majorité du G3P est exporté dans le cytosol où il est converti en fructose et glucose qui forment du saccharose (étape 6). A l’inverse de l’amidon, ce disaccharide est soluble. Il est exporté dans toute la plante par un tissu conducteur appelé phloème (étape 7). Dans les cellules non photosynthétiques, il est soit utilisé par le métabolisme cellulaire, soit stocké sous forme d’amidon dans les amyloplastes (étape 8). Cette séance illustre 3 étapes clé du métabolisme des glucides. Vous observerez : 1. des vaisseaux de xylème. 2. des chloroplastes. 3. des grains d’amidon. 59 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie: xylème de poireau 6.1. XYLEME DE FEUILLE DE POIREAU Le poireau est une plante herbacée dont le bulbe allongé a une structure comparable à celle du bulbe d’oignon. Chez l’oignon, l’extrémité chlorophyllienne des feuilles s’est desséchée et est tombée alors que chez le poireau, elle persiste. Ail, oignon et poireau appartiennent au même genre Allium ; ce sont des monocotylédones. Au niveau de la partie vert foncé des feuilles, on peut observer entre les épidermes supérieur et inférieur, plusieurs variantes de parenchymes plus ou moins chargés en chloroplastes et dans lesquels sont noyés : ­ des faisceaux parallèles de vaisseaux ligneux du xylème qui conduisent la sève brute venant du sol. ­ des tubes criblés du phloème qui conduisent la sève élaborée venant des parenchymes chlorophylliens. Chaque vaisseau du xylème se forme à partir d’une colonne de cellules mortes dont les parois latérales de cellulose se lignifient et dont les parois transversales disparaissent. La lignine prévient l’écrasement du vaisseau. On distingue les vaisseaux suivant le type de lignification. Dans la feuille de poireau, il n’existe que des vaisseaux de type annelé et spiralé. Les vaisseaux annelés se forment chez la jeune feuille : les épaississements forment des anneaux distincts, au départ proches puis écartés en raison de la croissance de la feuille. Les vaisseaux spiralés apparaissent chez la feuille plus âgée et plus grande. Ils sont plus gros que les vaisseaux annelés. Les épaississements de lignine n’y forment non pas des spirales (2 dimensions) mais des hélices simples ou doubles (3 dimensions). Dans certains cas, on peut observer la présence de jonctions entre les spires de l’hélice annonçant le passage vers les 60 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie: xylème de poireau vaisseaux réticulés (en réseau). De même, il n’est pas rare d’observer sur des tronçons plus ou moins longs de vaisseau annelé, un passage progressif ou intermittent au type spiralé. annelé spiralé réticulé Vaisseaux annelés Vaisseaux 6.1.1. Technique  Prenez un morceau de la partie verte d’une feuille de poireau entre le pouce et l’index.  A l’aide d’une lame de rasoir, fendez-le dans le sens de l’épaisseur.  En vous aidant d’une pointe fine, dissociez délicatement le parenchyme autour des nervures.  Prélevez des fragments de nervures à l’aide d’une pince très fine.  Déposez-les sur une lame dans une grosse goutte d’eau et appuyez fermement dessus avec une autre lame (pas une lamelle, elle casserait !).  Faites glisser les lames l’une sur l’autre de façon à bien étaler les tissus.  Enlevez la lame supérieure, rajoutez si nécessaire une goutte d’eau et couvrez d’une lamelle.  Essuyez l’excédent d’eau. 6.1.2. Observations  Observez les différents types de vaisseaux du xylème.  Dessinez un vaisseau observé de chaque type. Indiquez l’échelle correspondant à la largeur d’un vaisseau. 61 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie: parenchyme d’Elodea 6.2. PARENCHYME CHLOROPHYLIEN DE FEUILLE DU GENRE ELODEA Elodea est un genre de plantes aquatiques appartenant aux angiospermes dicotylédones. La plante est complètement immergée à l'exception des petites fleurs blanches qui éclosent à la surface de l'eau et sont reliées à la plante par un fin pédoncule. Les tiges grêles et longues de plusieurs mètres sont munies de feuilles verticillées par trois. Les élodées sont utilisées pour garnir les aquariums. L'introduction de certaines espèces, notamment l’élodée du Canada, dans les cours d'eau d'Europe et d'autres parties du monde a entraîné divers problèmes liés à leur prolifération difficilement contrôlable. 6.2.1. Technique  Saisissez à la pince fine la pointe d’une feuille d’élodée.  Arrachez-la en la tirant du haut vers le bas parallèlement à la tige.  En la maintenant sur une lame de microscope, brossez-la, éventuellement à l’aide d’un pinceau (sans l’écraser) pour la débarrasser des bulles d’air qui adhèrent longitudinalement entre les files de cellules.  Etalez-la sur la lame dans une grosse goutte d’eau, face supérieure vers le haut.  Couvrez d’une lamelle.  Essuyez l’excédent d’eau. 6.2.2. Observations Observez de préférence les cellules situées à la base de la feuille, au voisinage de la nervure. L’observation y est rendue plus facile par la faible densité de chloroplastes.  Observez :  la paroi de cellulose délimitant des cellules polyédriques allongées.  les chloroplastes ovoïdes reconnaissables par leur couleur verte.  le cytoplasme et le noyau, peu réfringents et par conséquent, peu apparents. Un cytoplasme et un noyau granuleux bien visibles signent un mauvais état de la cellule.  la cyclose, un mouvement de rotation du cytoplasme pariétal autour de la vacuole centrale. Chez l’élodée, ce mouvement entraîne passivement les chloroplastes. Sa vitesse dépend de la température qui doit être comprise entre 15° et 40° avec un optimum aux environs de 35°. En principe, l’échauffement dû à l’éclairage du microscope suffit pour enclencher la cyclose dans les cellules de l’échantillon après quelques minutes d’observation. Si l’élodée a été suffisamment bien éclairée les heures qui précèdent l’observation, l’amidon peut être mis en évidence dans les chloroplastes, par une coloration au lugol 62 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie: parenchyme d’Elodea (solution composée de diiode et d’iodure de potassium en solution dans de l’eau). Au contact du lugol, l’amidon se colore en bleu-noir. Vous devez être capable de dessiner une cellule de feuille d’élodée et d’y indiquer le mouvement apparent des chloroplastes.  Expliquez de manière concise le mouvement de cyclose. © Projekt Runeberg: Bilder ur Nordens Flora © section SVT de la médiathèque du Lapa Siansa 63 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie: parenchyme de pdt 6.3. PARENCHYME AMYLIFERE DE POMME DE TERRE La pomme de terre est un tubercule produit par l'espèce Solanum tuberosum appartenant aux angiospermes dicotylédones. Le tubercule est constitué par un renflement souterrain de la tige assurant la fonction d’organe de réserve. Il permet à la plante de passer l’hiver et de se développer l’année suivante par voie asexuée. Il est recouvert en surface d’une fine couche de liège imperméable formant la pelure. À la surface du tubercule se trouvent des bourgeons, les « yeux », disposés de façon hélicoïdale. Ces « yeux » produiront de nouvelles tiges feuillées portant des fleurs et des fruits ainsi que de nouvelles racines et tiges souterraines, les rhizomes, dont l’extrémité se renflera à son tour en un nouveau tubercule. Développement de la pomme de terre © Biologie et Multimédia - Université Pierre et Marie Curie Comme toutes les plantes, les plantes de pomme de terre croissent grâce à la photosynthèse. Les cellules des feuilles possèdent une surcapacité à produire du glucose et du fructose. Ces sucres sont transportés sous forme de saccharose par le phloème, du parenchyme chlorophyllien aux tubercules. Dans les cellules parenchymateuses du tubercule, ils sont transformés et stockés sous forme d’amidon. Le tubercule de pomme de terre est donc constitué essentiellement de cellules parenchymateuses bourrées de grains d’amidon (parenchyme amylifère). L’amidon est stocké dans des plastes spécialisés appelés amyloplastes. En fonction de l’espèce végétale, les amyloplastes peuvent contenir un ou plusieurs grains d’amidon. Chez la pomme de terre, il n’y a qu’un seul grain d’amidon par amyloplaste. Les grains d’amidon 64 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie: parenchyme de pdt ont une forme ovoïde et une taille variable. Ils présentent un hile correspondant à l’endroit initial du dépôt d’amidon et des stries de croissance concentriques très fines résultant des dépôts successifs d’amidon. « Yeux » de pomme de terre Tubercule germé © Biologie et Multimédia - Université Pierre et Marie Curie 6.3.1. Technique pour l’observation du parenchyme  Coupez quelques tranches d’un tubercule à l’aide d’une lame de rasoir. Les tranches doivent être aussi minces que possible, au moins en partie, translucides à l’œil nu.  Lavez les tranches à l’eau afin de les débarrasser des grains d’amidon sortis des cellules.  Choisissez la tranche la plus fine et montez-la entre lame et lamelle.  Observez. 6.3.2. Technique pour l’observation de l’amidon seul  Raclez doucement avec la lame d’un scalpel ou une lame de rasoir une tranche de tubercule fraîchement coupée.  Sur une lame, délayez dans l’eau un peu du liquide blanchâtre recueilli.  Couvrez la préparation d’une lamelle.  Essuyez l’excédent de liquide de montage. 6.3.3. Observations La préparation met en évidence de grandes cellules polyédriques entre lesquelles subsistent des méats. Les cellules éventrées par la lame du scalpel se sont vidées ; seuls subsistent des fragments de leur paroi. Les cellules restées entières contiennent des grains d’amidon de différentes tailles. Leur cytoplasme et noyau passent inaperçus et le volume de leur vacuole est considérablement réduit. 65 Travaux Pratiques de Biologie Microscopie: parenchyme de pdt par Cécile Bassaglia (banque de photos SVT)  Observez ces cellules et leurs grains d’amidon. Observez les stries de croissance et le hile.  Dessinez 2 grains d’amidon. N’oubliez pas d’indiquer l’échelle. 7. DIVERS Prenez le temps d’observer les informations mises à votre disposition sur les armoires situées le long des murs : documents, planches, bocaux, préparations microscopiques, livres... 66 Travaux Pratiques de Biologie Dissection du rat ♂ Séance 2 DISSECTION DU RAT mâle 1. INTRODUCTION Le rat, la souris, le cobaye, le hamster, sont des mammifères (< lat. mamma : mamelle et ferre : porter) appartenant à l’ordre des rongeurs. Les schémas et le texte qui suivent se rapportent à l'étude et à la dissection du rat. Ils peuvent cependant servir de guide à la dissection d'autres rongeurs car l'anatomie des rongeurs varie peu d’une espèce à l’autre. Les rats sont des vecteurs potentiels de maladies notamment de la peste par l’intermédiaire des puces qu’ils portent et dans les pays occidentaux, de la leptospirose par leur urine. Ce sont également les principaux responsables de la persistance de la trichinose à l’état endémique. Ils sont originaires d’Asie. Deux espèces de rats sont présentes en Europe : Rattus norvegicus : le rat surmulot ou rat d’égout, de couleur grise ou brune. Facilement apprivoisable, il peut être élevé comme animal de compagnie ou de laboratoire. Rattus rattus : le rat noir ou rat des champs. Malgré son nom, sa couleur varie. Il s’agit d’une espèce sauvage rarement apprivoisée. Sensible au froid, il a progressivement été supplanté par le rat brun (plus grand, plus gros et plus prolifique) dans les régions les plus fraîches. Le rat partage avec la souris blanche le fait d'être un matériel de choix pour l'étude des mammifères. Très résistant aux infections et aux chocs opératoires, il présente tout comme les autres rongeurs une fécondité élevée. ♦ Aux TP, vous observerez un rat albinos, mutant dépigmenté du rat surmulot gris. Le rat albinos, comme tous les mammifères albinos, ne peut synthétiser de mélanine car il ne possède pas de tyrosinase fonctionnelle (cf cours théorique). 67 Travaux Pratiques de Biologie Dissection du rat ♂ Durée de vie 2 à 7 ans (moyenne) (3 ans) Poids à la naissance 5à6g Poids adulte 250 à 400 g Température rectale 37 à 38 °C Consommation quotidienne Aliment/100 g 10 g Eau/100 g 10 à 12 mL Reproduction Maturité sexuelle 2 mois Période de reproduction toute l’année Durée de gestation 21 à 23 jours (moyenne) (22 jours) Oestrus postpartum Oui Taille de la portée 6 à 12 petits Age au sevrage 20 à 28 jours 68 Travaux Pratiques de Biologie Dissection du rat ♂ 2. CARACTERES EXTERNES Le corps se compose de la tête, du tronc, des membres et de la queue. La tête et le corps sont unis par un cou bien marqué. Comme chez la plupart des mammifères, la peau est couverte de poils. La longue queue est recouverte d'écailles cornées disposées en anneaux entre lesquels s’insèrent quelques poils courts. 2.1. TETE (Fig.1a et 1b) Sur la tête sont localisés la bouche et les principaux organes sensoriels.  Observez : ­ la face allongée en museau. ­ la bouche bordée par les lèvres. La lèvre supérieure est fendue jusqu'aux narines. La fente porte le nom de philtrum. La surface sans poils située autour des narines porte le nom de rhinarium. ­ les yeux rougeâtres dont l'iris, dépigmenté au même titre que les poils, laisse voir l'irrigation sanguine du fond de l'œil (trait albinos). ­ les trois paupières : les paupières supérieure et inférieure mobiles et la troisième, la membrane nictitante, réduite et localisée au coin interne de l'œil. ­ le pavillon des oreilles, long repli cutané entourant l’orifice du conduit auditif externe. Il est soutenu par du cartilage et est caractéristique des mammifères (sauf quelques exceptions comme l’ornithorynque, les dauphins, les baleines et les phoques). ­ les vibrisses, longs poils tactiles et érectiles, disséminés sur toute la face, principalement sur le museau. Elles ont une fonction sensorielle. 2.2. TRONC Le tronc se compose du thorax et de l'abdomen. ­ le thorax est soutenu par la cage thoracique. A l'avant du thorax se trouve la ceinture scapulaire (ou pectorale) à laquelle s'attachent les membres antérieurs. ­ l'abdomen contient la plupart des viscères. A l'arrière de l'abdomen se trouve la ceinture pelvienne à laquelle s’attachent les membres postérieurs.  Chez le mâle, observez dans la région du bas-ventre (Fig. 2a et 2b) : ­ le prépuce, un repli circulaire cutané qui recouvre l’extrémité du pénis. 69 Travaux Pratiques de Biologie Dissection du rat ♂ ­ le scrotum, un diverticule de la cavité abdominale situé à la base du pénis. En période d’activité sexuelle ou après la mort, il abrite les testicules dont la localisation est normalement intra-abdominale chez le rat. ­ l'anus situé en arrière du scrotum. Chez le mâle, la distance ano-génitale est plus grande que chez la femelle. rat mâle rat femelle 2.3. MEMBRES Deux paires de membres parasagittaux, c’est-à-dire situés verticalement sous le corps parallèlement au plan de symétrie du corps (plan sagittal). 70 Travaux Pratiques de Biologie Dissection du rat ♂ Les doigts et orteils sont munis de griffes. Les pattes postérieures ont 5 doigts (Fig.1b). Elles sont plus longues et plus robustes que les pattes antérieures qui ne portent que 4 doigts. La surface plantaire est dépourvue de poils et porte des callosités.  Observez les différentes parties de la tête et du tronc. Placez l'animal sur le dos et examinez les organes génitaux externes. Vérifiez le sexe de l’animal.  Enumérez et expliquez succinctement les caractères externes de mammifères mis en évidence lors de votre observation (min 5 caractères). En dehors des rongeurs, connaissez-vous d'autres mammifères qui présentent une lèvre supérieure fendue jusqu'aux narines? D'après l'examen des pattes, pensez-vous que l'animal se déplace en prenant appui sur les ongles, les doigts ou toute la surface plantaire? Comment désigne-t-on un tel mode de locomotion? 3. CAVITE BUCCALE (Fig. 1a)  Faites une incision partant de chacune des 2 commissures des lèvres jusqu’aux joues pour ouvrir grand la gueule de l'animal. La cavité buccale comprend : ­ le palais dur à l’avant (partie rugueuse et partie lisse ) et le palais mou à l’ arrière. ­ la langue râpeuse (à fonctions gustative et mécanique). ­ les joues. Contrairement à d’autres rongeurs et certains singes, le rat ne possède pas d’abajoue. Les abajoues sont des poches situées de part et d'autre de la tête, fermées par un sphincter et dans lesquelles peuvent s’accumuler rapidement les aliments. ­ les dents. Elles sont au nombre de huit par mâchoire : une paire d’incisives allongées à croissance continue d’autant plus rapide que le rat ronge des matières dures. trois paires de molaires, séparées des incisives par un espace appelé diastème et difficiles à distinguer les unes des autres, vu leurs n