Introduction: L'embryologie est la science qui étudie le développement d'un organisme à partir du zygote (cellule unique issue de la fécondation) jusqu'à la naissance. Matériel: loupes, modèles, coupes d'oursins aux stades 2, 4,, coupe d'embryon de rat Activité 1 : Cycle du développement de la grenouille Chez les amphibiens, comme chez tous les animaux, l'embryon est issu de la reproduction sexuée, de la rencontre d un gamète mâle (le spermatozoïde) et d un gamète femelle (l'ovule). En général, un seul spermatozoïde pénètre dans l'ovule. Les noyaux fusionnent. L'ovule fécondé porte le nom de zygote. La division cellulaire commence tout de suite. Le développement depuis un ovule fécondé (= une cellule) jusqu'à un organisme pluricellulaire se déroule d'une manière graduelle, il est possible de distinguer 3 (4) phases fondamentales : a) la segmentation ou multiplication des cellules à partir d'une seule. b) la gastrulation ou formation des feuillets embryonnaires (ectoderme, endoderme et mésoderme). c) la neurulation (cette dernière se déroule uniquement chez les vertébrés) d) l'organogenèse ou formation des organes Questions / Réflexion: 1.1. Observez sur le schéma du cycle de vie de la grenouille (figure 1), ces 3 phases. Commentez. 1.2. Indiquez, sur le schéma du cycle de vie de la grenouille (figure 1), le moment de la fécondation. 1.3. Quel est l'autre nom, plus courant, pour ovocyte? 1.4. Après la fécondation, que doit faire le zygote pour former un individu complet? 1.5. Si la 1ère cellule (zygote) doit se multiplier à l'identique pour créer d'autres cellules et faire un organisme pluricellulaire, que pouvez-vous déduire du nombre de chromosomes (ADN) de toutes ces autres cellules? (Les grenouilles ont 26 chromosomes par cellule adulte). 1.6. Pourquoi le nombre de cellules se multiplie toujours par deux? -1-
Figure 1: Développement embryonnaire chez les grenouilles Activité 2: Observation d'embryons d'oursins, comparaison avec la grenouille 2.1. Observez au microscope le stade 2 cellules du développement embryonnaire de l'oursin. Dessinez-le dans la case ci-contre. Stade 2 cellules 2.2. Observez au microscope le stade 4 cellules du développement embryonnaire de l'oursin. Dessinez-le dans la case ci-contre. Stade 4 cellules -2-
2.3. Observez au microscope le stade morula (amas de cellules) du développement embryonnaire de l'oursin. Dessinez-le dans la case ci-contre. Morula 2.4. Retrouvez et indiquez sur le schéma (figure 1) les stades "2 cellules" et "morula". 2.5. Après le stade morula, une cavité se forme à l'intérieur de l'embryon, c'est le stade blastula. Blastula Quelles différences pouvez-vous observer avec le stade antérieur. 2.6. La figure ci-contre illustre le stade suivant : la gastrula. Certaines cellules s'invaginent à l'intérieur de l'embryon. 2.7. Identifiez, au microscope, un stade gastrula sur une coupe d'oursin. 2.8. Comparez les premiers stades du développement embryonnaire de l'oursin avec celui de la grenouille (figure 1). Activité 3: Embryologie chez la poule -3-
Après une analyse des schémas ci-contre, répondez aux questions suivantes: 3.1. Indiquez, sur le schéma ci-contre, l'endroit d'une fécondation possible chez la poule. Justifiez. 3.2. Combien de jours d'incubation sont-ils nécessaires pour obtenir un poussin? 3.3. Un jaune d'œuf est un énorme ovule (ou ovocyte). L'œuf de poule est-il une seule cellule? 3.4. A quoi servent le jaune et le blanc de l'œuf? 3.5. Quelles sont les deux fonctions de la coquille? 3.6. Pourquoi, chez les amphibiens, une coquille serait-elle superflue? 3.7. L'embryon chez les oiseaux se développe-t-i1 sur la totalité du jaune? 3.8. Pourquoi le jaune disparaît-il à mesure que l'embryon se développe? DUREE D'INCUBATION POIDS EN GRAMMES blanc et jaune coquille embryon 0 heure 60 8 Négligeable 7jours 52 6,5 2 14 jours 37 5,5 11 20 jours 0 4 47,5 Figure 2 : Fin de l organogenèse, chez le poulet âgé d environ 56 heures mesurant de 2 à 3 mm de longueur. -4-
Collège de Genève - Laboratoire de biologie TP2: Embryologie Le corps humain, pages 136-139 Figure 3 : Formation des membranes extra embryonnaires chez les oiseaux et autres reptiles 3.9. Faites un compte rendu des changements d'aspect de l'embryon d'une poule durant son développement dans l'œuf (figure 2). Figure 4 : Œufs de poule observés à divers stades de développement. 1er jour d'incubation 4 ème jour d'incubation 7 ème jour d'incubation 11 ème jour d'incubation 12 ème jour d'incubation 14 ème jour d'incubation 20 ème jour d'incubation 21 ème jour d'incubation -5- Une journée après l'éclosion
3.10. Sous la coquille, une membrane riche en vaisseaux sanguins se forme à partir de l'embryon, le chorion. Quel est son rôle? 3.11. L'amnios est une autre annexe embryonnaire. Quel est son rôle? 3.12. Quel est le rôle de l'allantoïde? 3.13. Quel est le rôle du sac vitellin? 3.14. Pourquoi, chez les mammifères, l'allantoïde et le sac vitellin sont-ils pratiquement inexistants? 3.15. Légendez le schéma de droite. Figure 3: embryon de mammifère Activité 4 : Observation d'un embryon de rat 4.1. Observez, à l'aide d'une loupe binoculaire, les coupes d'embryons de rats à disposition. 4.2. Sur le schéma ci-dessous, placez les termes suivants : moelle épinière - queue - vertèbres - placenta - cordon ombilical - langue- fosses nasales - rein - intestin -foie - cœur - patte - poumon - ventricule cérébrale 4.3. Nommez le muscle indispensable à la respiration qui sépare la cage thoracique des organes de la digestion. Indiquez-le sur le schéma. Activité 6 : -6- De voi rs
Collège de Genève - Laboratoire de biologie TP2: Embryologie Le corps humain, pages 136-139 1. Placez les stades du développement de l'oursin Paracentrotus lividus ci-dessous dans l'ordre chronologique. Justifiez votre réponse. 2. Consultez les pages 136 et 137 de votre livre Le corps humain et comparez les premiers stades du développement humain aux premiers stades du développement embryonnaire de l'oursin. Commentez. Figure 5 : Placenta et embryon à 7 semaines. -7-
"Juste parce que nous sommes curieux, " Figure 6 : Le développement embryonnaire chez des vertébrés. -8-
Annexes : Figure 7 : Origine embryonnaire des principaux tissus -9-
Collège de Genève - Laboratoire de biologie TP2: Embryologie Le corps humain, pages 136-139 Figure 8 : Formation des membranes extraembryonnaires chez les oiseaux et autres reptiles -10-
Figure 9 : Le placenta -11-