Cellules reproductrices, fécondation et devenir de la cellule œuf -Exemple des oursins-

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1 Cellules reproductrices, fécondation et devenir de la cellule œuf -Exemple des oursins- PREVOST Sébastien, professeur des Sciences de la Vie et de la Terre Collège Le Fenouillet, La Crau

2 Utiliser des oursins fraîchement récoltés et de l eau de mer prélevée le jour même. Disposer les oursins dans des aquariums, comme la détermination du sexe est délicate, mettre un seul oursin par aquarium.

3 Les orifices génitaux se situent à l opposé de la bouche (facilement reconnaissables par la présence de petites «dents» (lanterne d Aristote). Bouche Orifices génitaux

4 Libération des ovules Trois oursins femelles libérant leurs ovules

5 Récolter les cellules reproductrices avec des pipettes propres (marquées les pipettes pour ne pas les mélanger) les disposer dans des béchers contenant de l eau de mer.

6 Les ovules sont des cellules de grosse taille car ils sont observables à l œil nu. Ovules d oursins en suspension

7 Spermatozoïdes d oursins en suspension. Contrairement aux ovules, les spermatozoïdes ne sont pas observables à l œil nu, ils sont donc de plus petite taille.

8 Pour une meilleure observation de ces cellules et les maintenir dans une quantité d eau suffisante, il est recommandé d utiliser des lames concaves.

9 Faire deux groupes, un observant les spermatozoïdes et un autre les ovules. Si vous disposez du matériel, réaliser des préparations pour les montrer à l aide d un système flexcam vidéo-projecteur aux élèves (après leur propre observation) afin de les guider dans l exploration de leurs lames.

10 Ovules d oursins observés au microscope optique (x 64) X 160 X 640

11 Vous pouvez rapidement rappeler la structure d une cellule car le noyau est facilement observable. Vous pouvez faire remarquer le volume très important du cytoplasme chargé de réserves nutritives. Noter que ces cellules sont immobiles. Cytoplasme chargé de réserves nutritives Noyau Membrane plasmique Grossissement: x 1000

12 L observation des spermatozoïdes est plus délicate du fait de leur petite taille. Même si l observation du flagelle n est pas évidente, on distingue très bien la tête et la mobilité des cellules. Spermatozoïdes d oursins observés au microscope optique (x64) (X 160) (x640)

13 Flagelle Grossissement: x 1000 Remarquez la taille très importante du flagelle par rapport à la taille de la tête des spermatozoïdes.

14 Après l observation des cellules reproductrices mélanger le contenu des 2 béchers et demander aux élèves de réaliser une préparation microscopique. On observe très facilement le regroupement des spermatozoïdes autour des ovules (alors que sans les ovules ils se répartissaient dans toute la préparation: attraction chimique des spermatozoïdes par les ovules). Comme les ovules sont immobiles, les spermatozoïdes doivent donc «nager» jusqu à eux, la fécondation doit donc se dérouler dans l eau. Voir dossier spermatozoïdes en mouvement. Grossissement: x 640

15 Grossissement: x 640 La fécondation a eu lieu, le noyau de l ancien ovule et du spermatozoïde sont visibles dans la cellule oeuf Vous pouvez à ce niveau définir la fécondation externe

16 Même si la fécondation n est pas évidente à observer, vous pouvez ici repérer une cellule-œuf par l existence de la membrane de fécondation Membrane de fécondation

17 Il est très délicat pour détecter la fécondation. Par contre on peut facilement repérer les embryons (stades 2, 4, 8, 16 et 32 cellules). Pour observer les stades 4, 8, 16, il est nécessaires de réaliser le mélange des ovules et des spermatozoïdes au moins 18 heures avant le TP et de les conserver au réfrigérateur. En observant en continue un même embryon pendant quelques dizaines de minutes, il n est pas rare d observer la division cellulaire. (Une prise de photo toutes les minutes permet ensuite en les visionnant rapidement d observer la division cellulaire) Voir dossier division cellulaire. Embryons d oursins observés au microscope optique (x 64)

18 Stade 4 à 8 cellules Stade 2 à 4 cellules Grossissement: x 400

19 Même aux premiers stades embryonnaires la structure cellulaire est clairement observable

20 Stades 32 et 64 cellules Grossissement: x 400

21 La membrane de fécondation reste visible aux premiers stades embryonnaires Grossissement: x 640 Membrane de fécondation

22 Vous pouvez compléter la séance par l observation de larves, stade nauplius (disponibles dans le commerce). (x 64)

23 Différents objectifs de ce TP Suivre un protocole expérimental (réalisation de préparations microscopiques, utilisation d un microscope) Réaliser un dessin d observation et / ou exploiter à l aide d un logiciel Déterminer les caractéristiques des cellules reproductrices mâles et femelles en vue de leur comparaison. Déterminer le devenir de la cellule-oeuf Rappeler la structure des cellules Observer le comportement des cellules lors des divisions cellulaires Observer les différentes étapes de la fécondation Définir la fécondation externe.

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