DEVELOPPEMENT INDIVIDUEL La puberté Activité 1 1. Chez la fille Document 1 A «Les changements morphologiques et physiologiques de la puberté sont progressifs. Ils se déroulent en moyenne sur trois ou quatre ans. Pendant cette période, les organes génitaux et l organisme tout entier se transforment : l enfant devient adolescent puis adulte avec l apparition du pouvoir de se reproduire. A la puberté la fille se féminise : apparition du bouton mammaire et croissance des seins, apparition de la pilosité pubienne, premières règles (entre 12 ans et demi et 13 ans et demi). Des dosages sanguins d hormones révèlent par ailleurs une augmentation notable de la sécrétion d œstrogènes (œstradiol notamment) et de LH et FSH. Les graphes ci-dessous montrent l évolution prépubertaire et pubertaire des taux plasmiques de FSH, LH et œstradiol chez les jeunes filles. Il s agit de valeurs moyennes.» Document 1 B 200
Document 1 C Document 1 D 2. Chez le garçon 1. Analysez tous les documents pour rechercher les modifications qui apparaissent au moment de la puberté : - chez la fille ; - chez le garçon. 2. Reportez dans un tableau les ressemblances et les différences. 201
Mots clés Mots clés Caractères sexuels secondaires : Spermatogenèse : Testicules : Le RU 486 : Cycle menstruel : Claire cervicale : Grossesse : Ménopause : Ovaire : Ovulation : Puberté : Stérilité : Testostérone : Caractères morphologiques, anatomiques, physiologiques visibles, et particuliers à un sexe. Ils se différencient des caractères sexuels primaires (mise en place des gonades et des glandes annexes des appareils génitaux Formation des gamètes mâles, les spermatozoïdes, dans la paroi des tubes séminifères Glandes reproductrices mâles Pilule abortative, qui est efficace à condition d être absorbé avant le 41 e jour de retard des règles Alternance de périodes de la vie d une femelle de mammifères durant lesquelles elle peut ou non être fécondée Substance visqueuse sécrétée par le col de l utérus des femelles de mammifères ; elle facilite la pénétration du pénis lors de l accouplement par fabrication d un liquide lubrificant Etat d une femme qui porte un enfant (fœtus) Moment de la vie d une femme où s arrête le fonctionnement du cycle menstruel Glande génitale femelle qui fabrique les ovules Expulsion par l ovaire de l ovule que tombe dans le pavillon Période de la vie d un garçon ou d une fille au cours de laquelle le corps se transforme pour devenir adulte Etat d un homme ou d une femme qui ne peut pas avoir un enfant Hormone sexuelle fabriquée par le testicule 202
Le fonctionnement des appareils génitaux de l homme et de la femme Activité 2 1. Les appareils reproducteurs et les gamètes Document 1 A : Appareil génital de l homme Document 1 B : Appareil génital de la femme 1. Faites une étude comparative des deux appareils reproducteurs. 2. Retrouvez les organes homologues chez l homme et chez la femme. 3. Reportez dans un tableau les ressemblances et les différences. 203
Dès l âge de puberté, il y a production des gamètes appelées gamétogenèse mais déjà amorcée avant la naissance, chez la femme. Le sperme de l homme Volume émis à chaque éjaculation : 3 à 4 ml Nombre de spermatozoïdes émis à chaque éjaculation : 350 millions, en moyenne Couleur : blanc Composition : - spermatozoïdes (100 000 000 par millilitre) - secrétion des glandes annexes (90% du volume total) Le sperme de l homme ne contient pas seulement des spermatozoïdes. a) Observation du sperme au microscope optique b) Composition du sperme Document 1 C : Le sperme de l homme Document 1 D : Un ovule humain 1. noyau ; 2. membrane ; 3. réserves nutritives Chez l homme la gamétogenèse s effectue jusqu à un âge avancé, tandis que chez la femme on observe un arrêt lors de la ménopause. 204
2. La gamétogenèse mâle ou spermatogenèse Testicule d homme de 20 ans D une taille de 4 cm de long, il est coiffé par un organe en forme de cimier de casque : l épididyme Document 2 A : Radiographie d un testicule Document 2 B : Schéma d interprétation Document 2 C : Tubes séminifères 205
4. Emettez une hypothèse sur le contenu du testicule et plus précisément sur ce que renferment les tubes séminifères qui le constituent. Document 2 D : Coupe transversale de tube séminifère (microscope électronique à balayage) Dans la paroi du tube on observe des cellules dont la taille diminue de la périphérie vers le centre. Ce sont les divers stades cellulaires de la formation des spermatozoïdes (spermatogonies (Sg) spermatocytes (Sc) spermatides (Sd) spermatozoïdes). Cette formation est la spermatogenèse. Les spermatozoïdes, dotés d une longue queue, sont libérés dans la lumière du tube (Ta). 5. Après avoir analysé le document 2 D, faites-en un schéma et légendez-le. 206
3. La gamétogenèse femelle ou ovogenèse Bien avant la naissance, les futurs ovules sont déjà tous (400 000) présents dans les ovaires. A la puberté, il n en reste plus que 40 000 (tous les autres ont dégénéré et 500 seulement évoluent pendant la vie de la femme entre la puberté et la ménopause. Document 3 A : Coupe d ovaire : observation microscopique d un follicule mûr ou follicule de De Graaf 6. Retrouvez des ovocytes dans cet ovaire. Par quoi sont-ils entourés? 7. Retrouvez les étapes de la formation d un follicule mûr. 8. Faites un schéma légendé d un follicule arrivé à maturité d après la photo 3A. Follicule secondaire Follicule cavitaire 1 ovocyte 2 granulosa 3 thèque 4 cavité remplie de liquide folliculaire 5 zone de rupture cicatrisée après la ponte ovulaire 6 cavité du corps jaune 7 couche lutéale Corps jaune Corps jaune en formation, juste après l expulsion de l ovocyté Document 3 B : Evolution du follicule 207
Document 3 C : Schéma des étapes de l ovogenèse 9. Quelles sont les étapes principales de l ovogenèse? 10. Quels sont les organes où elle se déroule? Conclusion L organisme humain atteint la maturité sexuelle au moment de la puberté. Les glandes sexuelles mâles et femelles deviennent fonctionnelles : elles fabriquent des gamètes capables de créer un futur enfant. 208
La fécondation Activité 3 1. La fécondation in vivo C est un des phénomènes les plus importants pour les animaux et les végétaux qui se reproduisent par voie sexuée. Chez les poissons ou les batraciens la fécondation est externe, tandis que chez les mammifères dont les Hommes, elle est interne. Document 1 A : Migration des gamètes et fécondation dans les voies génitales des mammifères femelles 1. Qu appelle-t-on fécondation et où a-t-elle lieu? 2. Quel est le trajet des spermatozoïdes depuis le lieu de leur dépôt jusqu à l endroit de la fécondation? 3. Comment peuvent-ils y parvenir? 209
Document 1 B Document 1 C : La rencontre des gamètes et la réaction acrosomique «Les spermatozoïdes ont deux fonctions essentielles : - ils apportent un stock de n chromosomes qui s ajoute au stock apporté par l ovule : (n + n = 2 n), - ils activent le programme de développement de l œuf fécondé. La pénétration du spermatozoïdes provoque un réveil physiologique de l ovule qui se traduit par : - une brusque augmentation de l intensité respiratoire, - la formation d une membrane de fécondation, - l achèvement de la maturation (le gamète bloqué au stade ovocyte II achève sa méiose).» Document 1 D : La fusion des gamètes 210
Document 1 E : Schéma des étapes de la fécondation et de son résultat 4. Emettez une hypothèse sur l importance de l acrosome dans la fécondation. 5. Que devient le spermatozoïde après avoir franchi les zones externes de l ovocyte? 6. Donnez une définition précise de la fécondation et indiquez quel est le résultat? 7. Que se passe-t-il après la fécondation? 211
2. La fécondation in vitro Quand les trompes d une femme sont «bouchées», la rencontre entre l ovule et le spermatozoïde ne peut pas avoir lieu. La fécondation in vitro est une technique médicale qui permet à ces femmes stériles d avoir un enfant. Document 2 A : Les étapes de la FIVET 8. Comment la fécondation in vitro permet-elle de conduire à une grossesse? 9. Quelles sont les étapes de la réalisation d une FIVET? 10. Trouvez une définition de la FIVET? 212
Document 2 B : Paillettes de sperme dans un container à azote liquide. Les paillettes ont des couleurs et des numéros différents référenciés à chacun des donneurs 213
3. Le clonage de la brebis Dolly 1. On prélève une cellule de mamelle d une brebis que l on cultive sur une solution, pauvre en substance nutritive. La cellule arrête sa division. Tous les gènes deviennent activés. 2. En même temps, on prélève un ovule non fécondé chez une autre brebis. On enlève son noyau, contenant l ADN, mais on conserve les autres nécessaires au développement d un futur embryon. 3. Les deux cellules sont mises en contact l une de l autre. Une décharge électrique leur permet de s unir comme deux gouttelettes. Une deuxième décharge donne l énergie nécessaire à la première division cellulaire. 4. Six jours après l embryon obtenu s est implanté dans l utérus d une troisième brebis. 5. Après une grossesse normale on assiste à la naissance de Dolly, copie biologique de la brebis qui a fourni le noyau. Document 3 : Le clonage de Dolly 214
11. Quels sont les problèmes posés par la méthode du clonage? 12. Est-il possible d obtenir un être humain par clonage? Y a-t-il un danger pour l humanité? 13. Cette technique peut-elle avoir des applications en médecine, dans l élevage? Justifiez votre réponse. 215
Mots clés Mots clés FIVET : Fécondité : L IAC : L IAD : CECOS : Capacitation : Mucus cervical : Fécondation in vitro et transfert d embryon. Possibilité d un couple de concevoir un enfant pendant un cycle. Insémination artificielle avec le sperme du conjoint. Insémination artificielle avec le sperme d un donneur. Centre d étude et de conservation du sperme. Acquisition par les spermatozoïdes de leur pouvoir fécondant. Sécrétion muqueuse de cellules du col de l utérus, apparaissant périodiquement au moment de l ovulation. Elle protège les spermatozoïdes (déjà dans l utérus) de l acidité vaginale, les trie et permet leur capacitation. Cellules de Leydig : Cellules du tissu interstitiel du testicule (disposées dans le tissu entre les tubes séminifères), sécrétrices de l hormone sexuelle mâle (testostérone). Cellules de Sertoli : Cellules situées près de la paroi du tube séminifère, qui contrôlent la spermatogenèse et sécrètent une hormone, l inhibine. Chorion : Embryon : Différenciation cellulaire : Morphogenèse : Organogenèse : Placenta : C est l enveloppe externe, formée à partir du bouton embryonnaire. Cette membrane sécrète un liquide clair, le liquide amniotique qui remplit la cavité amniotique. Dans l espèce humaine, organisme qui n a pas encore acquis une morphologie caractéristique de cette espèce. Correspond aux trois derniers mois de la vie. Processus par lequel une cellule acquiert des structures caractéristiques, à l origine de sa spécialisation fonctionnelle. Ensemble des transformations qui affectent la forme et les proportions d un organisme Formation des organes. Organe reliant le fœtus à l utérus, et qui règle les échanges entre le fœtus et l organisme maternel durant la gestation. 216
Les développements embryonnaire et post-embryonnaire Activité 4 1. Les étapes du développement embryonnaire Document 1 A : Les principales étapes de la vie embryonnaire 217
1. Quels sont les événements principaux survenant au cours de la première semaine après la fécondation? Document 1 B : Observation de quelques stades du développement embryonnaire de l homme (MEB) 2. Résumez les étapes du développement embryonnaire et fœtal à partir des documents 1 A et 1 B 218
2. La gestation «C est souvent l absence des règles qui donne l éveil. Elle est due, nous l avons vu, à la persistance du corps jaune qui entraîne également la persistance de la température haute : si la température a été prise au cours du cycle fécondant, si après une semaine de retard de règle la température est toujours élevée, la grossesse est presque une certitude. La confirmation de la grossesse sera donnée par le médecin qui appréciera en particulier le volume de l utérus. Il existe également des tests qui utilisent tous le même principe : mettre en évidence l hormone que sécrète l embryon dès la nidation. Mélangées à un réactif dans un tube à essai, les urines de la femme enceintes donnent une réactions positive sous forme d un anneau coloré.» Document 2 A : Le diagnostic de la grossesse Document 2 B : Modification de l organisme maternel au cours de la grossesse Fœtus Liquide amniotique Placenta Utérus Glandes mammaires Masse sanguine Liquide extra-vasculaire Réserves stockées 3 400 800 650 970 400 1 250 1 680 3 350 TOTAL 12 500 ENFANT + PLACENTA MERE Document 2 C : Répartition pondérale au 9 e mois de grossesse 219
3. Quelle relation existe-t-il entre le poids du fœtus et celui de la mère? 4. A quel moment y a-t-il une forte augmentation du poids du futur enfant? Document 2 D : Quelques étapes du développement embryonnaire et fœtal 220
5. Emettez une hypothèse sur le devenir de l embryon au cours des deux premiers mois. Document 2 E : Les échanges Mère Enfant 6. Trouvez les deux périodes de la vie intra-utérine et précisez ce qui les caractérise. 7. Indiquez quels sont les groupes de substances qui passent de la mère à l enfant et de l enfant à la mère. 8. Quel rôle peut être attribué au placenta. Justifiez votre réponse. 9. Le placenta, est-il une bonne protection pour l enfant contre certains agressions infectieuses et toxiques? Justifiez votre réponse. 221
3. Les naissances multiples Document 3 A : Jumeaux de même sexe Document 3 B : Jumeaux de sexes différents Document 3 C : Les trois situations à l origine de jumeaux 10. On parle de vrais jumeaux et de faux jumeaux. Pourquoi? Que pouvez-vous dire de ceux des documents 3 A et 3 B? 11. A l aide du document 3 C, trouvez une explication à l existence des vrais et des faux jumeaux. 12. Quelle caractéristique essentielle présente les vrais jumeaux par rapport aux faux jumeaux? 222
Les maladies sexuellement transmissibles Activité 5 1. La blennorragie «Les Gonocoques, responsables de la blennorragie, Bactéries de 3 à 4 μm groupées par 2. Incubation : De 24h à 15 jours, souvent 2 à 6 jours. Symptômes Urétrites : inflammations de l urètre se traduisant par : - une brûlure à l émission de l urine ; - un écoulement purulent à l extrémité de la verge ; Chez la femme : généralement aucun symptôme perceptible. Le meilleur signe est l écoulement urétral chez le partenaire. Complication : salpingite aiguë (fièvre, douleur dans le bas-ventre) ou chronique, et des conséquences possibles la stérilité.» Document 1 A Document 1 B 1. Quels sont les agents infectieux responsables de la maladie? 223
2. Proposez un moyen de prévention. 2. L Infection à Champignons «Incubation : 3 jours à 2 mois. Symptômes : Chez la femme, inflammation importante du vagin et de la vulve, démangeaisons tenaces. Chez l homme, souvent aucun signe, parfois rougeurs du gland.» Document 2 : Candida albicans, une Levure fréquente, responsable du «muguet» des voies génitales 3. Proposez les différents moyens de transmission du champignon. 3. La syphilis (ou vérole) «Incubation : 3 à 6 semaines, quelquefois plus, après le rapport contaminant. Symptômes : Chancre : bouton dur, ou petite plaie, souvent indolore, sans pus, localisé sur les organes génitaux mais aussi sur la langue, les lèvres, les amygdales, l anus. Le chancre génital de la femme passe habituellement inaperçu car il est le plus souvent interne. Ganglions : non douloureux, au voisinage du chancre. Roséole : petites tâches roses sur la peau apparaissant quelques semaines après le chancre. C est souvent le premier signe apparent chez la femme. Plaques très contagieuses, dans la bouche ou sur les organes génitaux.» Document 3 A : Le Tréponème, Bactérie responsable de la syphilis (8 à 16 μm de long) 224
Document 3 B : Homme atteint de la syphilis secondaire (roséole) Document 3 C : Les phases de la syphilis 4. Comparez le développement de la maladie chez l homme et chez la femme 225
4. Le SIDA, syndrome d immunodéficience acquise «Le virus du S.I.D.A. (diamètre 0.15 μm) découvert en 1983 par le professeur Montagnier Incubation : 15 jours à 5 ans Symptômes : Signes généraux : fièvre, amaigrissement, toux, diarrhée, ganglions, asthénie. Sujets à hauts risques : ces symptômes sont évocateurs lorsqu ils surviennent chez des homosexuels masculins chez des toxicomanes. Infections opportunistes pulmonaires, cérébrales, cutanéo-muqueuses : Herpès, Candidose, Cytomégalovirose. Maladie de Kaposi (forme épidémique) : petites tumeurs cutanées, violacées et surtout muqueuses. Formes atypiques fréquentes.» Document 4 A : S.I.D.A. 226
Document 4 B : Evolution du VIH infectant un lymphocyte T 5. Existe-t-il des moyens simples de se protéger contre cette maladie? 6. Pourquoi les porteurs «sains» sont-ils dangereux? 7. Un rapport sexuel avec une personne contaminée aboutit-il toujours au S.I.D.A.? 8. Est-ce qu un sujet séropositif pour le S.I.D.A. est protégé contre cette maladie car il a formé des anticorps? 9. Comment le virus du S.I.D.A. agit-il sur les cellules du système immunitaire? Remarques : Le virus du S.I.D.A. est une très petite particule de 10-4 mm, limitée par une enveloppe de protéines et de lipides. Les effets du VIH : le système immunitaire d un organisme infecté par le virus du S.I.D.A. perd progressivement son efficacité, ce qui favorise le développement de maladies opportunistes. Quel est le mécanisme de la reproduction du virus de S.I.D.A.? 227
Temps Phase t = o Contamination 1 ère PHASE t = quelques semaines t = quelques semaines à quelques mois 2 ème PHASE t = quelques mois à quelques années Muguet : infection buccale due au champignon Candida albicans 3 ème PHASE t = quelques années Sarcome de Kaposi chez un malade atteint de S.I.D.A. Symptômes ou signes 80% des cas : aucun symptôme 20% des cas : symptômes aigus évoquant une grippe (fièvre, gonflement des ganglions du cou, des aisselles) qui disparaissent en quelques jours. Apparition des anticorps anti-vih dans le sang = le sujet devient séropositif Syndrome associé au S.I.D.A. (SAS) ou para- S.I.D.A., ou ARC (AIDS Related Complex) = forme mineure de l infection par le VIH Augmentation de volume persistante des ganglions en divers endroits du corps ; Fièvre ; Sueurs nocturnes ; Perte de poids ; Infections : ex. formes graves d Herpès, muguet. S.I.D.A. ou forme grave de l infection par le VIH Infection opportunistes Divers agents pathogènes (protozoaires, bactéries, virus, champignons) peuvent infecter divers organes (les poumons, le tube digestif, le cerveau, la peau) avec des conséquences graves ; Certains cancers, notamment le sarcome de Kaposi (plaques violettes sur la peau) ; Troubles neurologiques dûs au VIH Document 4 C : Evolution du S.I.D.A. 228
Document 4 D : Le S.I.D.A. n est pas transmis par la plupart des faits de la vie quotidienne 10. Indiquez d autres cas qui ne présentent pas de dangers pour l homme? 11. Quels sont les 3 modes majeurs de la contamination? 5. Conclusion Les M.S.T. ne sont pas des maladies honteuses : les négliger c est mettre en jeu sa santé celles des autres. La recrudescence mondiale des blennorragies et de la syphilis, la récente explosion du S.I.D.A. sont tout aussi préoccupantes que les grandes épidémies de peste des siècles passés. «Devant la menace réelle que représente le S.I.D.A. pour l avenir de la jeunesse et pour toute notre société (le S.I.D.A. est déjà la première cause de mortalité parmi les jeunes dans certaines villes), nous désirons rappeler que ce sujet est trop grave pour devenir un terrain de polémique et de surenchères. Le S.I.D.A. n est pas un problème idéologique, c est un problème de santé publique.» Professeurs Luc Montagnier et Soad Khoury 229
Maladie Agent Nom de la maladie Chlamydia Chlamydiose BACTERIES Gonocoque Gonococcie Tréponème Syphilis Herpès simplexe 2 Herpès génital VIRUS Papillomavirus Condylomes Virus VIH Infection par le VIH Arc ou S.I.D.A. Incubation Imprécise Γ : 2 à 6 j Ε : imprécise 25j Symptômes Γ urétrite, Γ urétrite Ou ± goutte aiguë avec Signes matinale brûlure en ± prostatite ou urinant asymptomatique Ε urétrite Ε leucorrhées cervicite vulvo-vaginite bartholinite ou cervicite ou asymptomatique asymptomatique Complications et conséquences possibles Existence d un traitement efficace Transmission Transplacentaire chez la femme enceinte Infection du nouveau-né à la naissance (par traversée des voies génitales infectées de la mère) Γ épididymite stérilité Ε salpingite stérilité Γ et Ε = conjonctivite et arthrite Γ épididymite stérilité Ε salpingite stérilité Syphilis primaire : chancre Adénopathie Rare de nos jours Oui = Antibiotiques ± Quelques jours en général Vésicules en bouquet ou asymptomatique Infections récidivantes cofacteur cancer de Quelques semaines Quelques mois à à quelques mois quelques années Verrues sur Séropositivité l appareil génital après quelques (condylomes semaines acuminés) asymptomatique ou lésions planes ou S.A.S. ou (condylomes plans) A.R.C. ou S.I.D.A. Infections récidivantes cofacteur de cancer Oui (électrocoagulation, cryothérapie, laser CO 2 ) Immunodépression sévère dans le cas du S.I.D.A., mortelle Non + + + + + + + + + + 12. Discutez les données du tableau. Document 5 : Tableau des maladies sexuellement transmissible 13. Proposez des moyens de préservation. 230