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Série d'exercices sur La reproduction chez les mammifères - Ts

Classe:

Terminale

Exercice 1

On dispose des résultats expérimentaux décrits ci-dessous.

Première expérience : l'ovariectomie, d'une façon générale, provoque une élévation des concentrations sanguines de $FSH$ et $LH.$

On constate aussi ce fait chez la femme ménopausée.

En revanche, l'injection d'œstrogènes et de progestérone dans les conditions « normales » provoque une diminution des taux sanguins de $FSH$ et $LH.$

Deuxième expérience : une femelle adulte de macaque est castrée au temps $t_{a}.$

On introduit, à la date $t'$, sous la peau, des implants libérant de l'œstradiol de façon à ce que la concentration soit constante et voisine de la normale en début de cycle. Quinze jours après, on injecte de l'œstradiol de façon à simuler le pic normal en fin de phase folliculaire.

On dose la $LH$ pendant l'expérience.

1. Exploitez les informations données par les deux expériences.

2. Troisième expérience : afin de préciser les résultats, on travaille sur une femelle de macaque ovariectomisée, et qui, de plus, a subi au temps $t_{o}$, des lésions du noyau arqué de l'hypothalamus.

$-\ $ à $t_{0}+60$ jours, on effectue pendant $10$ jours des injections d'une forte dose d'œstradiol : la concentration de $LH$ reste négligeable

$-\ $ de $t_{0}+143$ jours à $t_{0}+187$ jours, on perfuse de façon pulsatile la $GnRH$ (substance extraite de l'hypothalamus) ; de $t_{u}+173$ jours à $t_{o}+183$ jours, on perfuse de l'œstradiol d'abord à faibles doses $(100\;pg\cdot mL^{-1})$ puis à fortes doses $(500\;pg\cdot mL^{-1}).$

Exploitez les résultats de cette troisième expérience et expliquez le mécanisme global conduisant à l'ovulation au quatorzième jour d'un cycle sexuel.

Exercice 2

1. Chez une femme ovariectomisée, on dose la sécrétion de $LH$ à la suite de l'opération, puis lors de l'administration d'œstradiol.

Exploitez le graphe pour expliquer l'action de l'œstradiol sur la sécrétion de $LH.$

2. Chez une brebis ovariectomisée, on suit la libération de $LH.$

On étudie ensuite les effets, sur la libération de $LH$, d'injections de progestérone et d'œstradiol à des concentrations simulant un début de phase folliculaire.

À partir de l'analyse comparée des courbes, établissez la particularité de la sécrétion de $LH$ et les effets respectifs d'injections de progestérone et d'œstradiol sur la libération de $LH.$

3. D'autres résultats visent à éclairer le déterminisme de l'ovulation.

$-\ $ Chez une jeune femme stérile, on a pu induire des ovulations par injections intermittentes de $GnRH$ $($dose idéale : $10\mu g$ toutes les $90$ minutes$)$ par l'intermédiaire d'une pompe portable.

$-\ $ L'hypothalamus est constitué de neurones en relation étroite avec des capillaires sanguins.

$-\ $ La destruction d'une zone partielle de l'hypothalamus (noyau arqué) a les mêmes effets que l'hypophysectomie, notamment l'absence d'ovulation.

À partir de l'exploitation de ces nouvelles données, déterminez la particularité du fonctionnement et le rôle de l'hypothalamus.

En particulier, tirez des documents les informations qui permettent de classer la $GnRH$ parmi les neurohormones

Exercice 3

L'examen clinique de troubles du fonctionnement ovarien, les problèmes de maîtrise de la fécondité, les progrès de la chimie de synthèse ont permis une meilleure compréhension de la reproduction humaine et des mécanismes de l'ovulation.

On réalise des dosages hormonaux chez une jeune femme tout au long d'un cycle ovarien normal puis au cours du premier mois de la prise d'une pilule contraceptive contenant œstrogènes et progestérone de synthèse.

1. Rappelez pour chaque hormone dosée son lieu de sécrétion

2. Établissez la relation de cause à effet entre l'évolution des concentrations d'œstradiol et de progestérone d'une part, et celle des concentrations de $LH$ et de $FSH$ d'autre part.

Vous vous limiterez aux seules informations livrées par le document.

Analysez l'évolution des concentrations hormonales au cours de la prise du contraceptif, expliquez-les et donnez leurs conséquences.

Exercice 4

Expliquez, en exploitant les documents $1$ et $2$ et en utilisant vos connaissances, comment les relations entre l'hypothalamus, l'hypophyse et l'ovaire peuvent conduire à l'ovulation.

Document 1b : Variation de l'activité électrique d'un ensemble de cellules de l'hypothalamus $($après traitement informatique des $PA)$ et dosage simultané de la $LH$ plasmique sur le même animal.

L'injection d'œstrogènes correspond au taux plasmatique habituellement observé en début de phase folliculaire.

Document 2a : Enregistrement de l'activité électrique hypothalamique avant et après l'injection d'œstrogènes dans la circulation générale d'une Lapine ovariectomisée

L'injection d'œstrogènes correspond au taux plasmatique habituellement observés en début de phase folliculaire.

Document 2b : Quelques mois après la castration, un implant d'œstradiol est introduit sous la peau des Guenons

$-\ $ La libération d'œstradiol dans le milieu intérieur des Guenons est telle que le taux plasmatique d'œstrogènes se maintient pendant de nombreux jours à des taux voisins de ceux qui existent au début de la phase folliculaire du cycle $($environ $60\;pg\cdot mL^{-1})$

$-\ $ $17$ jours après la mise en place de l'implant, de l'œstradiol est injectée par voie intraveineuse de telle sorte que la concentration plasmatique d'œstradiol s'élève à des taux voisins de ceux existant en fin de phase folliculaire d'un cycle normal.

Exercice 5

Les connaissances acquises dans le domaine du mode d'action des hormones sexuelles et de la régulation de leurs taux ont rendu possible la mise au point de méthodes permettant d'assurer la maîtrise de la reproduction.

Les documents proposés permettent d'aborder les mécanismes

d'action de deux substances chimiques de synthèse, dans le cadre d'une maîtrise négative de cette fonction (contraception au sens large).

Une pilule contraceptive « combinée normo-dosée » contient un œstrogène de synthèse, ce, et un progestatif dérivé de la progestérone naturelle.

Le document 1 présente les effets de la prise de cette pilule sur la sécrétion des hormones ovariennes et hypothalamo-hypophysaires.

Document 1 : Effets de la prise d'une pilule contraceptive « combinée normo-dosée » sur les taux plasmatiques des hormones sexuelles

L'interruption d un début de grossesse (moins de trois semaines de retard des règles) peut être obtenu par un traitement chimique qui déclenche les règles.

Le document 2 permet d'étudier l'action de ce contragestif oral, le $RU$ $486$, sur l'utérus.

Document 2 : L'action du $RU$ $486$

L'utérus est prélevé $15$ minutes après l'injection.

Des coupes fines sont réalisées et fixées, les molécules radioactives non utilisées éliminées par rinçage, ces coupes sont alors recouvertes d'une émulsion photographique et maintenues à l'obscurité le temps nécessaire à l'impression du film.

La photo ci-dessous présente ce film développé (autoradiographie) pour les cellules du muscle utérin.

Les points noirs (formation de grains d'argent opaques) correspondant aux zones impressionnées peuvent être situés par rapport aux structures cellulaires.

Le tableau des résultats correspond à la moyenne des comptages réalisés sur les différentes coupes,

N.B :

Dans cette coupe, le contour approximatif des noyaux cellulaires est repéré par un pointillé.

Nombre moyen de grains d'argent par noyau cellulaire $($comptages effectués sur $300$ cellules$)$

$$\begin{array}{|l|l|l|} \hline \text{Injections}&\text{dans les cellules de la}&\text{dans les cellules du}\\ \text{pratiquées}&\text{muqueuse utérine}&\text{muscle utérin}\\ \hline (3H)\ RU\ 486&7.9&8.98\\ \hline (3H)\text{ progestérone}&8.85&10.78\\ \hline RU\ 486\text{ non marqué}&2.41&3.10\\ \text{puis (3H) progestérone}& &\\ \hline \end{array}$$

Reliez les informations tirées de ces deux documents à vos connaissances afin d'expliquer les résultats observés.

Exercice 6

Chez la femme, les possibilités d'avoir un enfant sont limitées à une période de la vie qui s'étend de la puberté à la ménopause $($vers $45\ -\ 50$ ans$).$

Cette dernière se manifeste par des modifications physiologiques.

Nous nous proposons d'étudier celles qui concernent l'activité ovarienne.

Des coupes d'ovaires effectuées chez des femmes de $50$ ans ne présentent aucun follicule mûr ; les follicules primordiaux sont dégénérescents et l'ovaire est envahi par du tissu conjonctif (tissu de remplissage).

On cherche à savoir si la dégénérescence des follicules primordiaux chez la femme ménopausée est due à l'arrêt de la stimulation des structures ovariennes par le complexe hypothalamo-hypophysaire, ou bien au vieillissement de l'ovaire lui-même.

Exploitez les documents proposés ci-après pour montrer comment on peut choisir entre les deux hypothèses.

Document 1 : Dosages d'hormones ovariennes au cours d'un cycle chez les femmes de $25$ ans et de $50$ ans

Document 2a : Dosage de $LH$ et des hormones ovariennes chez la Guenon

La Guenon possède un cycle sexuel identique à celui de la femme, avec des quantités d'hormones ovariennes semblables.

Dans deux situations différentes, on dose l'hormone hypophysaire $LH$ et les hormones ovariennes chez les Guenons.

Document 2b : Évolution du taux moyen de $LH$ au cours de la vie chez la femme

Exercice 7

À partir des informations apportées par l'analyse des documents 1 à 4, proposez une explication à l'effet contragestif du $RU$ $486.$

Document 1

Après la fécondation, le corps jaune subsiste.

Il continue de sécréter de la progestérone nécessaire non seulement au début de la gestation mais aussi à son maintien.

Le mécanisme d'action de la progestérone sur les cellules de la muqueuse utérine est connu de manière précise : l'hormone traverse la membrane plasmique et se lie à un récepteur de nature protéique situé dans le noyau.

Le complexe hormone - récepteur ainsi formé se lie à $l'ADN$ et déclenche la synthèse de protéines indispensables à l'évolution de la muqueuse utérine.

Document 2

L'administration de $RU$ $486$ à une femme en tout début de grossesse déclenche l'apparition des règles et l'expulsion de l'embryon implanté dans l'endomètre.

Document 3

On mesure la radioactivité des deux principales catégories de cellules utérines après injection, chez des rates, de différentes molécules marquées au tritium $(3H).$

L'utérus est prélevé $15$ minutes après l'injection ; des coupes fines sont réalisées et sont placées à l'obscurité, pendant $6$ mois, au contact d'un papier photographique vierge.

Le tableau de résultats présenté ci-après correspond aux comptages réalisés sur les différentes coupes.

On précise que la présence de grains d'argent révèle l'emplacement de la radioactivité.

$$\begin{array}{|l|l|} \hline \text{Injections pratiquées}&\text{Nombre moyen de grains d'argent par noyau cellulaire}\\ &\text{(comptages effectués sur 300 cellules)}\\ &\hline\\ &\text{Dans les cellules de la}\|\text{Dans les cellules du}\\ &\text{muqueuse utérine}\quad\ \ |\text{myomètre utérin}\\ \hline [^{3}H]\ RU\ 486&\qquad\qquad7.90\qquad\quad\ |\qquad\qquad8.89\\ \hline [^{3}H]\text{ progestérone}&\qquad\qquad8.55\qquad\quad\ |\qquad\qquad10.78\\ \hline RU\ 486\text{ non marqué}&\qquad\qquad2.41\qquad\quad\ |\qquad\qquad3.10\\ \text{puis }[^{3}H]\text{ progestérone}& \qquad\qquad\qquad\qquad\quad|\\ \hline \end{array}$$

Protocole et résultats

Document 4 : représentation simplifiée des molécules

Commentaires

Anonyme (non vérifié)

mer, 06/03/2020 - 02:44