CHEZ LES MAMMIFÈRES PLACENTAIRES. PARTIE VII : LA PROCRÉATION CHEZ LES MAMMIFÈRES PLACENTAIRES.  

Introduction (connaissances exigibles au bac) La reproduction sexuée nécessitant la méiose et la fécondation, apparaît dès les eucaryotes unicellulaires. Dans le groupe des vertébrés, chez les mammifères placentaires, elle se caractérise par l’acquisition de la viviparité. La viviparité est un mode de reproduction caractérisé par le fait que la cellule-œuf se nide et se développe dans l’utérus maternel. Le placenta est un tissu d'origine fœtale qui fusionne en partie avec une partie de l'endomètre de l’utérus maternel afin d’établir des communications sanguines permettant, entre autre, la nutrition du fœtus et le rejet de ses déchets.

Partie VIII, chapitre 1 : Du sexe génétique au sexe phénotypique. I – La mise en place du sexe phénotypique différencié A ) Travail de recherche

TP : Le phénotype sexuel : description et origine.   I – Description du phénotype sexuel à l’échelle macroscopique. A ) Les appareils reproducteurs endomètre

Épididyme bourse

B ) Mise en place du phénotype sexuel à l’échelle macroscopique : Voir logiciel gratuit « différenciation » : http://svtolog.free.fr/article.php3?id_article=127 : Cliquer sur « stade indifférencié ». Question 2 ) Compléter le schéma de l’appareil génital indifférencié (avant la 8e semaine de développement intra-utérin) ci-dessous :

Question 3 ) Décrire les particularités de chaque différenciation. Cliquer sur la flèche en haut à droite pour revenir au sommaire (ne pas fermer le logiciel). Masculin : disparition des canaux de Müller, développement des canaux de Wolff féminin : disparition des canaux de Wolff, développement des canaux de Müller Question 4 ) Quelle(s) question(s) cela soulève ? Qu’est-ce qui détermine la différenciation en phénotype sexuel mâle ou femelle ?

II – Qu’est-ce qui détermine la différenciation en phénotype sexuel mâle ou femelle ? Question 5 ) Proposer une ou plusieurs hypothèses. Question 6 ) Quelle démarche peut-on mettre en place pour le savoir ? Question 7 ) D’après l’ensemble de ces documents, déterminer l’origine du phénotype sexuel.  

Analyse du document 1 :Free-martin Obs : fœtus féminin se masculinise Seule variable : fusion entre les vaisseaux sanguins des 2 fœtus Conclusion : le fœtus masculin a libéré dans le sang une substance qui a entraîné la modification du phénotype féminin en masculin. C’est la définition d’une hormone.

Sexe chromosomique Ablation Gonades Implantation Oe A T Résultats + interprétation 1 XX non Fille (témoin) 2 Oui Non Fille (même résultat que 1) or seule variable par rapport à 1 est l’ablation des gonades qui ne sont donc pas nécessaires à la différenciation en phénotype fille. 3 oui Fille (même résultat que 2) or seule variable par rapport à 2 l’injection d’oe qui ne sont donc pas nécessaires à la différenciation en phénotype fille. 4 testicule Garçon (résultat différent de 2) or seule variable par rapport à 2 est l’implantation de testicules qui détermine donc la différenciation en phénotype garçon.

5 XX Oui non oui Régression des 2 (résultat différent de 2 où seuls Wolff régressent) or seule variable par rapport à 2 est l’injection d’A qui détermine donc la régression des canaux de Müller. 6 Maintien des 2 canaux (résultat différent de 2 où seuls Müller se maintiennent) or seule variable par rapport à 2 est l’injection de T qui détermine donc le maintien des canaux de Wolff. 7 XY Garçon (témoin) 8 Fille (résultat différent de 7) or seule variable par rapport à 7 est l’ablation des testicules qui déterminent donc la différenciation en phénotype garçon

9 XY Oui Testicules non Garçon or seule variable par rapport à 8 est l’implantation des testicules qui sont donc nécessaires pour déterminer le phénotype garçon mais leur localisation n’a pas d’importance : elles agissent donc via des hormones. 10 oui Disparition des 2 canaux (résultat différent de 8 où seuls Wolff régressent) or seule variable par rapport à 8 est l’injection d’A qui détermine donc la régression des canaux de Müller. Résultat identique à 5 or seule variable par rapport à 5 est le sexe chromosomique qui n’a dans ces conditions plus d’importance.

11 XY oui non Maintien des 2 canaux (résultat différent de 8 où seuls Müller se maintiennent) or seule variable par rapport à 8 est l’injection de T qui détermine donc le maintien des canaux de Wolff. Résultat identique à 6 or seule variable par rapport à 6 est le sexe chromosomique qui n’a dans ces conditions plus d’importance.

Analyse du document 2 p 272 1 ) Obs klinefelter : masculin mais testicules atrophiées et non fonctionnelles. Seule variable avec fille XX : présence de Y en plus, donc Y détermine sexe Seule variable avec garçon XY : présence de X en plus donc X en plus perturbe la formation et le fonctionnement des testicules. 2 ) Obs XYY : masculin normal Seule variable avec garçon XY : présence de Y en plus donc Y en plus n’a pas d’influence. 3 ) Obs XXX : féminin normal Seule variable avec fille XX : présence de X en plus donc X en plus n’a pas d’influence. 4 ) Obs X0 : féminin mais ovaires atrophiées et non fonctionnelle. Seule variable avec fille XX : présence de X en moins donc X en moins perturbe la formation et le fonctionnement des ovaires.

Question 8 ) Qu’est-ce qui produit l’AMH et la testostérone ? Voir documents p 294, 295, 296 et ci-dessous. Les cellules de Sertoli sont marquées : ce sont elles qui sécrètent l’AMH.

P 294 et 295 : testicules constitué de tube séminifères entouré d’un tissus interstitiel. Les tubes séminifères contiennent les spermatozoïdes en cours de formation entouré par des cellules appelées cellules de Sertoli. 1 Lumière du tube séminifère 2 spermatides 3 spermatocytes 4 spermatogonie 5 Cellule de Sertoli 6 Myofibroblastes (cellule de soutien du tissu conjonctif) 7 Cellules de Leydig 8 vaisseaux capillaires

Cellules de Sertoli (7) et spermatozoïde aux différents stades de maturation (1 à 6). Elles sont connectées par des ponts dits « zonula occludens » (8)

P 296 On constate que les zones noires, mettant en évidence la synthèse de testostérone se situent dans la zone interstitielles, entre les tubes séminifères où se trouvent les cellules de Leydig qui les synthétisent donc. Voir TP : observation microscopique de l’appareil reproducteur mâle. ECE

Le phénotype sexuel est déterminé par le génotype. B ) Connaissances exigibles au bac sur la mise en place du phénotype sexuel différencié Le phénotype sexuel est l’ensemble des caractères observables à l’échelle macroscopique, cellulaire et moléculaire relatif au sexe d’un individu. Il existe 2 phénotypes sexuels alternatifs : le phénotype sexuel mâle et le phénotype sexuel femelle. Le phénotype sexuel est déterminé par le génotype.

Chez les mammifères, les structures et la fonctionnalité des appareils sexuels mâle et femelle sont acquises en quatre étapes au cours du développement : - 1ère étape : stade phénotypique indifférencié. Au cours des 8 premières semaines de développement se met en place quel que soit le sexe : des gonades phénotypiquement indifférenciées mais génétiquement déterminéés femelle (XX) ou mâle (XY). deux ébauches de voies génitales (canaux de Müller et de Wolff) (voir schéma du TP). Le sexe n’est donc que génétique à cette étape.

- 2ème étape : du sexe génétique au sexe gonadique. Chez le garçon, au cours du développement précoce, le gène Sry localisé sur la partie spécifique du chromosome Y, s’exprime dans les cellules des gonades entraînant la synthèse de la protéine TDF. Cette protéine déclenche l’expression de nombreux gènes. Le gène Sry est ainsi un gène architecte. Ces activations de gènes conduisent à la différenciation des gonades en testicules ce qui permet l’acquisition du sexe gonadique mâle. Chez la fille, sur le chromosome X, il n’y a pas de gène Sry. En absence de la protéine TDF les gonades indifférenciées deviennent des ovaires ce qui permet l’acquisition du sexe gonadique femelle.

Lorsque les gonades sont différenciées, se met en place soit : - 3ème étape : du sexe gonadique au sexe phénotypique différencié. Lorsque les gonades sont différenciées, se met en place soit : - le sexe phénotypique mâle avec développement des voies génitales mâles sous l’action de 2 hormones : la testostérone produite par les cellules interstitielles qui maintient et fait se développer les canaux de Wolff en voies génitales mâles. l’hormone antimullerienne produite par les cellules de Sertoli qui entraîne la régression des canaux de Müller - le sexe phénotypique femelle avec développement des voies génitales femelles. En l’absence de testostérone et d’hormone antimullérienne, des canaux de Wolff régressent, ceux de Müller se maintiennent et formeront les voies génitales femelles (futures oviductes et utérus).

- 4ème étape : la puberté (voir connaissances exigibles dans la partie suivante).   II – Comment à la puberté, les appareils reproducteurs mâles et femelles deviennent-ils fonctionnels ? A ) Travail de recherche Hypothèses ? Démarche pour le vérifier ? Voir documents p 276 et 277

B ) Connaissances exigibles au bac sur l’acquisition de la fonctionnalité des appareils reproducteurs   L’acquisition de la fonctionnalité des appareils sexuels mâle et femelle et des caractères sexuels secondaires est décalé dans le temps et se fait à la puberté sous le contrôle des hormones sexuelles (testostérone chez le mâle, œstrogènes chez la femelle). En effet, l’hormone antimüllérienne n’intervient plus et la concentration de testostérone et d’œstrogènes est très faible chez l’enfant. À la puberté, les concentrations de testostérone et d’œstrogènes augmentent considérablement ce qui entraîne la mise en activité des gonades et la maturation de l’appareil génital. Les hormones ovariennes, non indispensables à la mise en place de l’appareil génital femelle sont ainsi nécessaires à l’acquisition de sa fonctionnalité chez la femelle.