Sujet d entraînement en SVT (reproduction animale) Deuxième partie : sciences expérimentales et technologie

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1 Sujet d entraînement en SVT (reproduction animale) Deuxième partie : sciences expérimentales et technologie Question 1 : Le document A est un graphique présentant la croissance en taille et en masse d un animal de son éclosion au stade adulte. - De quel type de croissance s agit-il? Justifier à partir de l analyse des 2 courbes de croissance proposées - A quel groupe, cet animal, appartient-il? Question 2 : - Définir le terme de «développement» appliqué à la vie d un animal. - Quel est le type de développement du moustique? Justifier (document B) - Construire le cycle de développement du moustique. - Précisez les facteurs qui influencent les différents stades de développement du moustique. Question 3 : - Légender le document C représentant un œuf d oiseau. - Quel est le rôle de l amnios? Quel rôle a-t-il joué dans l évolution? - Quelles sont les fonctions des éléments : 1, 2, 5, 6 et 7 du document C? - Quelle formation embryonnaire supplémentaire est présente chez les Mammifères Euthériens? Quelle est sa fonction? Quelles conséquences pour les Euthériens?

2 Document A Taille Masse Masse Taille Temps

3 Document B Il existe deux périodes dans la vie des moustiques : - une aquatique, qui est celle des développements des larves et des nymphes. - une aérienne, pendant laquelle l'adulte vole et s'accouple. Ainsi pour que les moustiques se plaisent et puissent proliférer, deux facteurs sont indispensables : une eau stagnante et une température minimum. Œufs (x50) Les moustiques adultes ont une durée de vie variable: d'1 à 6 mois (certains peuvent hiberner durant l'hiver). Leur but est de se reproduire. Après l'accouplement, dès le début de l'été (voire printemps), au menu de la femelle, il y a, non pas du nectar comme le mâle, mais du sang. Elle seule pique (Homme ou animal à sang chaud) et récupère ainsi le précieux liquide, élément indispensable à la maturation des œufs. Environ une semaine plus tard, selon la température, la femelle cherche une aire de ponte favorable (eau stagnante) pour y déposer les œufs. Collés les uns aux autres, les œufs (de 100 à 400) vont former une sorte de petit radeau. L'éventuel assèchement de ces zones, en été, n'a aucun effet, une fois la femelle partie, les œufs peuvent survivre en absence d'humidité, seul leur développement est ralenti. La durée du stade ovulaire (de l'œuf) est de 2 à 3 jours lorsque les conditions sont favorables. Issues de ces œufs, les larves aquatiques sont très mobiles. Elles respirent au moyen d un siphon (tube) perçant la surface de l eau et se nourrissent de particules de matières organiques. Le développement larvaire dure entre 7 et 12 jours et est divisé en 4 étapes successives, séparées par des mues. La dernière mue transforme la larve en nymphe. Egalement aquatique et mobile, celle-ci ne se nourrit pas, mais subit une profonde métamorphose jusqu à devenir, 2 à 4 jours plus tard, un adulte. L'hiver dans des zones peu protégées, les adultes disparaissent laissant aux seuls œufs la responsabilité d'assurer le renouveau de l'espèce aux beaux jours. Images : EIP Méditerranée Larve (x50) Nymphe (x50) Adulte femelle (x10)

4 Document C

5 Eléments de correction Question 1 : La croissance exprime l augmentation de taille et de masse corporelle de l individu. La courbe de croissance en taille proposée a une allure en paliers. A une phase d augmentation de taille extrêmement rapide, succède une phase beaucoup plus longue pendant laquelle la taille de l animal demeure constante. Ce type de croissance en «escalier» correspond aux animaux qui ont une carapace correspondant à un «squelette» externe non extensible. L augmentation de taille ne peut se produire que pendant une courte période située au moment de la mue, entre le moment où l animal se débarrasse de son ancienne carapace (exuvie) et avant que la nouvelle cuticule ne se rigidifie. Pendant ce laps de temps, l animal «mou» ingère de l air (pour les aériens) ou de l eau (pour les aquatiques) qui distend ses tissus et provoque son augmentation de taille. Durant l inter-mue, par l expansion de ses tissus, l individu occupera le nouvel espace «interne» qui lui est offert, d où une croissance à allure hyperbolique pour la courbe représentant l évolution de la masse corporelle. Chacun de ces stades correspond à une étape vers l état d adulte apte à se reproduire qui est atteint au dernier stade, appelé encore imago. La croissance, chez ces animaux, est discontinue. Elle est caractéristique du groupe des Arthropodes : Insectes, Arachnides, Crustacés, Myriapodes en sont les représentants. Le phénomène de la mue est sous la dépendance d hormones. Le nombre de mues de croissance est variable selon les espèces. Question 2 : 1 ère partie- Le développement correspond à la succession des transformations qui touchent l individu à partir de sa conception au moment de la fécondation. Chez les animaux, on distingue le développement embryonnaire de la fécondation à la naissance ou à l éclosion et le développement post-embryonnaire : de la naissance ou de l éclosion à l âge adulte, il consiste alors en la maturation des différents organes présents sous une forme simplifiée chez l embryon ; la phase adulte est le temps de la maturité sexuelle ; la phase sénile voit la diminution d un grand nombre de fonctions conduisant à la vieillesse et à la mort. 2 ème partie- Le document B apporte des informations concernant le développement post-embryonnaire du moustique.

6 Le jeune qui éclot est profondément différent de l adulte. Il s agit d une larve ne possédant pas encore tous les organes de l adulte. Après une succession de mues (4 = 3 larvaires + 1 nymphale) Ŕ croissance discontinue caractéristique des Arthropodes- la larve entre en nymphose et ne se nourrit plus pour subir une métamorphose totale. La métamorphose peut donc se définir comme le moment d acquisition, par la larve, de l ensemble des organes qui caractérisent l adulte. Cette métamorphose totale induit une transformation radicale de l individu, tant par : - sa morphologie (acquisition de 2 ailes membraneuses, 2 antennes, 3 paires de pattes) qui induit un changement de milieu de vie (passage du milieu aquatique obligatoire pour les œufs dépourvus d amnios au milieu aérien pour les adultes) - son anatomie : l appareil respiratoire aérien trachéen en relation avec un siphon évolue vers un appareil respiratoire aérien trachéen en relation avec les stigmates l appareil digestif avec un appareil buccal broyeur chez la larve évolue vers un appareil buccal suceur chez l adulte mâle et piqueur chez l adulte femelle. Le régime alimentaire se modifie alors : passage de particules organiques pour la larve au nectar pour l imago mâle et au sang pour la femelle adulte. Le développement du moustique est indirect avec métamorphose totale. 3 ème partie- Cycle de développement du moustique 1 semaine après fécondation 2 à 3 jours après ponte Durée : 2 à 4 jours Durée : 7 à 12 jours

7 4 ème partie- Les stades de développement chez le moustique sont tributaires de facteurs abiotiques (température, eau) et d un facteur biotique (alimentation). Les températures basses provoquent la disparition des adultes. L espèce survit via les œufs représentant une forme de résistance aux basses températures : d où la disparition apparente des moustiques pendant l hiver. Les températures tempérées permettent le développement embryonnaire puis postembryonnaire larvaire et nymphal (en milieu aquatique) puis la vie adulte aérienne. L eau est indispensable pour le développement embryonnaire à l intérieur de l œuf (absence d amnios), post-embryonnaire larvaire (appareil digestif/régime alimentaire) et nymphal. Chez la femelle, une alimentation hématophage est indispensable à la maturation des œufs avant leur ponte donc à la survie de l espèce. Question 3 : 1 ère partie - 1 : coquille calcaire ; 2 : chambre (poche) à air ; 3 : membrane amniotique ; 4 : cavité (ou liquide) amniotique ; 5 : vaisseaux embryonnaires ; 6 : jaune (ou vitellus) ; 7 : blanc (ou ovalbumine) 2 ème partie- L amnios est une annexe embryonnaire. L amnios consiste en une poche qui entoure l embryon qui baigne ainsi dans le liquide amniotique. Ainsi, grâce à l amnios le milieu aquatique est recréé, soit dans un œuf (Sauropsidés), soit dans l utérus de la mère (Mammifères). Ainsi, l embryon est protégé de la dessiccation, des chocs (liquides incompressibles). La mise en place de l amnios au cours de l évolution a permis aux animaux appartenant au groupe des amniotes de s affranchir totalement du milieu aquatique tant comme milieu de vie que comme milieu de reproduction.

8 3 ème partie- 1- coquille calcaire poreuse : laisse passer l air et la vapeur d eau sert de réserve de calcium pour l embryon notamment pour l élaboration de son squelette. résiste à la pression mécanique du parent lors de la couvaison (indispensable pour porter l œuf à une température convenable pour le développement embryonnaire). 2- chambre à air : zone qui fournit l O 2 nécessaire au poussin juste avant de percer la coquille au moment de l éclosion. 5- vaisseaux sanguins embryonnaires : assurent les apports nutritionnels nécessaires au développement embryonnaire à partir du vitellus (apports lipidiques et protidiques), du «blanc» (apports protidiques et d eau), de la coquille (apport de calcium), de l allantoïde (apport d O 2 ) et l élimination via l allantoïde des déchets (CO 2 respiratoire et déchets azotés Ŕacide urique-). 6- vitellus : réserves lipidiques (fourniture d acides gras et alcool) et protidiques (fourniture d acides aminés) : contributions à l élaboration organique de l embryon + apports énergétiques 7- «blanc» ou albumen : réserve protidique (fourniture d acides aminés) sous forme ovalbumine contribution à l élaboration organique de l embryon réserve d eau protection de la structure «œuf» contre les agents pathogènes via le lysozyme (enzyme hydrolase). 4 ème partie- Le développement de l embryon dans une poche spécialisée (amnios) qui l isole du reste du monde, nécessite qu il ait : - accès à des réserves nutritives importantes, d où la présence d une quantité importante de vitellus dans les œufs : développement ovipare ou, - apport de la mère via une annexe embryonnaire particulière : le placenta- cas des Mammifères Euthériens. Chez ces animaux, le développement embryonnaire a lieu à l intérieur de l organisme maternel. Les réserves nutritives à l intérieur de l «œuf» sont pauvres et ne permettent d atteindre que les premiers stades embryonnaires. La suite du développement s effectue après implantation de l embryon dans la paroi utérine. Les échanges nutritifs s effectuent alors avec la mère par l intermédiaire de l organe richement vascularisé, le placenta qui se met en place dans la paroi de l utérus. Il n y a jamais mélange des sangs de la mère et de l embryon, mais échanges de nutriments, de gaz présents dans le sang à travers la paroi des vaisseaux sanguins. Le développement

9 de l embryon est totalement dépendant des échanges avec l organisme maternel. Le développement embryonnaire dans l utérus constitue la gestation qui s achève avec la parturition ou accouchement. Il s agit d un développement vivipare. Le placenta permet à la mère d emmener son (ses) embryon(s) dans tous ses déplacements ce qui facilite sa (leur) protection et augmente la probabilité de naissances réussies (diminution du risque «prédateurs») et donc les chances de pérennisation de l espèce.