CONDITIONS MATÉRIELLES Les élèves manipulent par binôme mais les productions écrites sont individuelles. COIN LABORATOIRE

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1 Partie du programme : corps humain et santé Niveau : première Titre de la séance : Le fonctionnement de l appareil reproducteur et son contrôle. EXTRAIT DU PROGRAMME. Chez l homme et la femme, le fonctionnement de l appareil reproducteur est contrôlé par un dispositif neuroendocrinien qui fait intervenir l hypothalamus, l hypophyse et les gonades CONNAISSANCES CONSTRUITES Chez l homme, le fonctionnement des testicules est contrôlé par un dispositif neuroendocrinien. L hypothalamus, grâce à une neurohormone, la GnRH, stimule la sécrétion par l hypophyse de deux hormones : la FSH et la LH. Ces hormones stimulant les testicules : on les appelle gonadostimulines. En réponse, les testicules sécrètent de la testostérone et produisent des spermatozoïdes. Les testicules via la testostérone exercent une action en retour sur leur propre système de commande : on parle de rétrocontrôle. Cette action étant inhibitrice, le rétrocontrôle est qualifié de négatif et permet ainsi une autorégulation du dispositif. Chez la femme, le fonctionnement des ovaires est aussi contrôlé par le système neuroendocrinien. Comme chez l homme, l hypothalamus déclenche via la GnRH une production de gonadostimulines hypophysaires. La FSH stimule le développement des follicules tandis que la LH stimule la production d hormones ou encore déclenche l ovulation. Les hormones ovariennes, progestérone et œstrogènes exercent un rétrocontrôle négatif sauf en fin de phase folliculaire : les cellules folliculaires nombreuses et actives libèrent de grande quantité d œstrogènes qui stimule le complexe hypothalamohypophysaire. Ce rétrocontrôle positif est à l origine du pic de LH qui déclenche l ovulation. CAPACITÉS MISES EN ŒUVRE Traduire les mécanismes de contrôle de l activité gonadique sous la forme de schémas fonctionnels réalisés manuellement, ou en partie numérique. Raisonner avec rigueur. Proposer une démarche scientifique. CONDITIONS MATÉRIELLES Les élèves manipulent par binôme mais les productions écrites sont individuelles. COIN LABORATOIRE Matériels Microscope Coupe transversale de testicule de rat pubère Coupe d ovaire de lapine pubère en phase folliculaire et Coupe d ovaire de lapine pubère en phase lutéale Coupe d utérus de lapine éventuellement Ordinateur et webcam pour capture de micrographie Logiciel rehor : Documents didactiques : voir dans chaque activité 1 / 6

2 DESCRIPTIFS Après avoir mobilisé les acquis du collège sur le fonctionnement des appareils reproducteurs, deux activités sont proposées pour préciser la double fonction des gonades et leur contrôle. Activité 1 La double fonction des testicules et leur contrôle neuroendocrinien Objectif : Construire un schéma du fonctionnement des testicules et de son contrôle. 1. Réaliser un schéma d une observation microscopique de coupe transversale de testicule afin de localiser les deux fonctions du testicule et d établir une relation de causalité entre ces deux fonctions. Un microscope Une lame de coupe transversale de testicule de rat Documents du type: o Une coupe de testicule d un homme adulte après marquage des cellules qui expriment une enzyme impliquée dans la synthèse de la testostérone. o Un graphique du nombre de spermatides en fonction du taux de testostérone. Une aide pour le schéma : 2. Retrouvez dans les documents cidessous des arguments qui suggèrent que : a. L hypothalamus est à l origine de l activité hypophysaire. b. L hypophyse sécrète deux hormones, la LH et la FSH qui sont toutes deux nécessaires à la synthèse de spermatozoïdes. c. La LH hypophysaire déclenche la sécrétion testiculaire de testostérone. d. La testostérone agit sur le complexe hypothalamohypophysaire. e. Les testicules freinent l activité du complexe neuroendocrinien. Document de référence qui présente le complexe hypothalamohypophysaire et son fonctionnement Des documents qui présentent les effets de la LH sur les tubes séminifères et de la LH et FSH sur les taux de spermatides. Coupe d hypothalamus après marquage radioactif des récepteurs à la testostérone Données médicales sur le syndrome de Kallman de Morsier. 3. Présentez le fonctionnement de l appareil reproducteur de l homme et son contrôle sous la forme d un schéma fonctionnel 2/6

3 Aide : Légende à utiliser : Organe Hormone Agit sur = : stimule : inhibe Critères d évaluation Traduire les mécanismes de contrôle de l activité gonadique sous la forme de schémas fonctionnels. Contenu et pertinence : organes Relations établies entre les différents organes Hormones Type d action Soin et clarté Titre légende Activité 2 Le fonctionnement de l appareil reproducteur de la femme et son contrôle neuroendocrinien Objectifs : comprendre comment est contrôlée la fonction de reproduction chez la femme microscopes et coupe d ovaire à différents stades Un schéma avec graphiques d évolution des taux en hormones ovariennes, évolution de l utérus et des zones où l élève pourra insérer ces observations (voir dans la production élève) Des résultats expérimentaux d une transgénèse de souris (utérus sans récepteurs aux œstrogènes) Un schéma fonctionnel du contrôle hypothalamohypophysaire de l ovaire 1. Réalisez une observation microscopique de coupe d ovaire de ratte à différents stade ; réalisez une capture de l observation et insérez la micrographie, légendée sur le schéma de synthèse fourni numériquement. 3/6

4 2. En mettant en relation les différentes informations du document, identifiez les deux fonctions des ovaires et les cellules impliquées. 3. Les cycles utérins et ovariens sont synchronisés permettant ainsi la fécondation et la nidation. A partir de l analyse des résultats expérimentaux, expliquez par quels mécanismes utérus et ovaire fonctionnent de manière synchronisée. Indiquez cette relation de causeconséquence sur le schéma de synthèse précédent. 4. L activité ovarienne est contrôlée par le complexe neuroendocrinien comme indiqué sur le schéma cidessus. Proposer des expériences et réaliser ces simulations dans le logiciel rehor permettant de confirmer ce contrôle endocrinien ainsi que les deux rétrocontrôles. La démarche suivie sera décrite, sous la forme de votre choix (tableau, texte rédigé, capture d écran). Ordinateur et logiciel rehor Aide : proposer une ou des expériences pour montrer que : o L hypothalamus stimule l hypophyse par l intermédiaire de la GnRH. o L hypophyse contrôle l activité de l ovaire via deux hormones : la LH qui stimule la production d hormones et l ovulation, la FSH qui stimule le développement des follicules o Les ovaires exercent un rétrocontrôle négatif sur l hypothalamus sauf en fin de phase folliculaire où ils exercent par l intermédiaire d une forte dose d œstrogènes une stimulation du système neuroendocrinien. 4/6

5 TP Le fonctionnement de l appareil reproducteur et son contrôle Activité 1 La double fonction des testicules et leur contrôle neuroendocrinien A partir des différentes ressources proposées, voici un argument en faveur de chaque affirmation a. L hypothalamus est à l origine de l activité hypophysaire est attestée par l observation suivante : Chez les patients atteints du syndrome de Kallman de Morsier, c'estàdire sans connexion de neurones hypothalamiques avec la tige pituitaire, il y a des taux de LH et de FSH très faibles, ce b. On note dans les documents que l inhibition de la synthèse de LH et de FSH s accompagne d une biasse du taux de spermatozoïdes, ce qui confirme que l hypophyse sécrète deux hormones, la LH et la FSH qui sont toutes deux nécessaires à la synthèse de spermatozoïdes. c. On observe que dans une culture de tubes séminifères en présence de LH, les taux de testostérone sont élevés alors que dans les cultures de tubes séminifères sans LH il y a peu de testostérone, ce que confirme que la LH hypophysaire déclenche la sécrétion testiculaire de testostérone. d. La testostérone agit sur le complexe hypothalamohypophysaire est une affirmation qui est attestée par les résultats d une expérience : quand on marque radioactivement des anticorps spécifiques des récepteurs à la testostérone, on observe de la radioactivité sur les cellules hypothalohypophysaires, ce qui indique que ces dernières portent des récepteurs à la testostérone. e. Aucun argument n atteste de la dernière affirmation : Les testicules freinent l activité du complexe neuroendocrinien. Pour cela, il faudrait injecter de la testostérone à des rats et mesurer les taux de LH et de FSH. 5/6

6 3. Fonctionnement de l appareil reproducteur de l homme et son contrôle : HYPOTHALAMUS GnRH HYPOPHYSE hormone FSH LH TESTICULES ORGANE Stimule inhibe TUBES SEMINIFERES TISSU INTERSTITIEL testostérone Activité 2 Le fonctionnement de l appareil reproducteur de la femme et son contrôle neuroendocrinien Exemple de réponse à la question 4 : Sans hypothalamus, l hypophyse ne fonctionne plus : l hypothèse est donc validée, la GnRH synthétisée par l hypothalamus stimule l hypophyse qui en réponse libère de la LH et de la FSH. 6/6

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