Troisième partie : Reproduction : Organes reproducteurs, gamettes et gamétogénèse - Ts

Classe: 
Terminale
Thème: 
6 Reproduction chez les mammifères
Chapitre: 
14
 

Introduction

La reproduction est une fonction vitale qui assure la pérennité de l'espèce. 
 
Elle est exclusivement sexuée chez les mammifères. 
 
Elle fait intervenir des organes reproducteurs organisés en appareils, dont certains assurent la production de cellules sexuelles ou gamètes. 
 
Ce mécanisme de production de gamètes est appelé gamétogenèse.
 
Dans la suite nous étudierons les organes reproducteurs et les mécanismes de la gamétogenèse.

I. Organes reproducteurs

I.1 Organisation des organes reproducteurs chez la souris

I.1.1 Chez la souris mâle

 
 

I.1.2 Chez la souris femelle

 
 

I.2 Organisation des organes reproducteurs chez l'Homme

I.2.1 Chez l'homme

 
 
 

I.2.2 Chez la femme

 
 
 

I.2.3 Tableau récapitulatif des appareils génitaux

$$\begin{array}{|c|c|c|c|} \hline \text{Organes}&\text{Chez l'homme}&\text{Chez la femme}&\text{Rôle principal dans l'organisme}\\ \hline \text{Gonades}&\text{- testicules}&\text{- ovaires}&\text{Production de gamètes (mâle =}\\ & & &\text{spermatozoïdes et femelle=ovocytes) et}\\ & & &\text{d'hormone (mâle = testostérone et femelle}\\ & & &\text{œstrogène et progestérone)}\\ \hline \text{Voies}&\text{- épididymes}&\text{- oviductes}&\text{- Transport et maturation des gamètes (mâle)}\\ \text{génitales}&\text{- spermiducte}&\text{- pavillon}&\text{- Transit des gamètes (mâle et femelle)}\\ &\text{- urètre}&\text{- utérus}&\text{- Transit des gamètes (mâle)}\\ & & &\text{- Recueillir les gamètes (femelle)}\\ & & &\text{- Transit des gamètes et lieu de la gestation}\\ \hline \text{Glandes}&\text{- vésicules séminale}&\text{- glandes de}&\text{- Surtout nutrition des gamètes}\\ \text{annexes}&\text{et prostate }&\text{Bartholin}&\text{- Protection des gamètes contre l'acidité du}\\ &\text{- glandes de Cowper}& &\text{vagin}\\ & & &\text{- Lubrifiant}\\ \hline \text{Organes de}&\text{- pénis ou verge}&\text{- vagin}&\text{- Copulation}\\ \text{copulation}&\text{- corps spongieux et}& &\text{- Erection}\\ &\text{caverneux}& & \\ &\text{- gland}&\text{- clitoris}&\text{- Plaisir }\\\\ \hline \end{array}$$
 
Les $2$ appareils génitaux sont bâtis sur le même plan. 
 
On y distingue différents types d'organes :
                   
$\surd\ $ les gonades qui sont les organes producteurs à la fois de gamètes et d'hormones sexuelles : il s'agit des testicules et des ovaires.
 
$\surd\ $ Les voies génitales qui sont des conduits qui servent au transport des gamètes : il s'agit des trompes (pavillon +oviducte) et de la cavité utérine chez la femme ; des épididymes, des canaux déférents et l'urètre chez l'homme.
 
$\surd\ $ les organes copulateurs qui interviennent dans la copulation ou coït : il s'agit du vagin et du pénis ou verge.
     
$\surd\ $ les organes annexes (glandes) :
 
Chez l'homme, Il s'agit des vésicules séminales (liquide séminal) de la prostate (liquide prostatique) et les sécrétions des glandes de Cowper dont l'ensemble forme avec les spermatozoïdes, le sperme
 
Chez la femme, il s'agit d'une paire de glandes annexes : les glandes de Bartholin qui sécrètent un liquide neutralisant l'acidité de l'utérus.                                                                                                                                         

NB :

$-\ $ Chez l'homme, l'appareil génital et l'appareil urinaire ont des parties communes : un canal et un seul orifice uro-génital
 
$-\ $ Chez la femme comme chez les autres femelles de mammifères, l'appareil génital et l'appareil urinaire sont bien séparés : il y a donc deux orifices distincts.
 
$-\ $ Les glandes de Skene sont, chez la femme, des glandes diffuses situées tout le long de l'urètre. Au moment de l'orgasme, ces glandes ont pour fonction de sécréter un liquide, translucide comme de l'eau, par deux petits orifices situés près du méat urinaire. 
 
Le volume émis est variable, au cours de l'éjaculation féminine. 
 
Ce jaillissement peut être abondant chez certaines femmes, parfois qualifiées de femmes fontaine.

II. Gamètes et gamétogenèse

II 1. Notion de gamète

Les gonades produisent des cellules sexuelles appelées gamètes
 
$\surd\ $ Le gamète  mâle ou spermatozoïde
 
 
 
 
Il apparait comme une cellule allongée, de petite taille comprenant généralement une petite tête ovoïde, une pièce intermédiaire renfermant des mitochondries et un organe locomoteur, le flagelle.
 
$\surd\ $ Le gamète femelle ou ovocyte $II$ (chez la femme) ou ovule (chez d'autre femelle) 
 
 
 
L'ovocyte $II$ se présente comme une grosse cellule plus ou moins sphérique dont le cytoplasme contient beaucoup de réserves nutritives.
 
Tableau comparatif du spermatozoïde et de l'ovocyte $II$
$$\begin{array}{|c|c|c|} \hline \text{Caractères}&\text{Spermatozoïde}&\text{Ovocyte II}\\ \hline \text{Taille}&\text{Très petite (53µm chez l'homme)}&\text{Grande (200 µm chez la femme)}\\ \hline \text{Cytoplasme}&\text{Peu abondant}&\text{Abondant}\\ \hline \text{Réserves}&\text{Néant}&\text{Beaucoup de réserves}\\ \hline \text{Mobilité}&\text{Mobile grâce au flagelle}&\text{Immobile, mouvement passif}\\ \hline \text{Structure originale}&\text{Acrosome}&\text{Membrane complexe autour de l’ovocyte II}\\ \hline\text{Métabolisme}&\text{Actif nombreuses (mitochondries) }&\text{Inertie physiologique avant fécondation}\\ \hline \text{Nombre émis}&\text{Considérable (plusieurs millions)}&\text{Faible}\\ \hline \end{array}$$

II 2. Gamétogenèse

C'est le processus de formation des gamètes. 
 
Elle s'appelle spermatogenèse quand les gamètes formés sont des spermatozoïdes (se déroule dans les testicules) et ovogenèse quand les gamètes produits sont des ovules (se déroule dans les ovaires).

II.2.1 Spermatogenèse

II.2.1 1. Structure des testicules

$\surd$ Structure  macroscopique

 
 
Sur le plan macroscopique, le testicule est constitué : 
 
$\bullet\ $ De lobes testiculaires séparées par des cloisons testiculaires dans lesquels se trouvent des tubes séminifères qui s'unissent à leurs extrémités pour donner le tube droit, la rencontre de
 
L'observation microscopique du testicule montre :
 
$-\ $ Un tissu conjonctif délimitant les tubes séminifères (dont la lumière est absente avant la puberté), dans lesquels se trouvent des cellules de la lignée germinale et des cellules de Sertoli (rôle nutritif des cellules sexuelles). 
 
Les cellules de la lignée germinales sont successivement de la périphérie vers la lumière : les spermatogonies (cellules souches), les spermatocytes $I$, les spermatocytes $II$, les spermatides et les spermatozoïdes.
 
$-\ $ Des cellules de Leydig ou cellules interstitielles et des vaisseaux sanguins situés entre les tubes séminifères.

II.2.1 2. Les étapes de la spermatogenèse

 
 
On distingue quatre $(4)$ phases :

$\surd\ $ La phase de multiplication 

Les spermatogonies diploïdes nées de la division des cellules souches constituant la paroi épithéliale des tubes séminifères se multiplient activement par des mitoses simples successives.  

$\surd\ $ La phase d'accroissement

Il s'agit d'un phénomène de croissance grâce à des synthèses de matières. 
 
Les spermatogonies augmentent modérément de taille et deviennent des spermatocytes $I$ ($1^{er}$ ordre) toujours diploïdes.

$\surd\ $ La phase de maturation

Elle se fait par méiose qui comprend deux $(2)$ divisions successives :
 
Une $1^{ère}$ division réductionnelle des spermatocytes $I$ $(2n)$ donnant deux spermatocytes $II$ $(n).$
 
Une $2^{ème}$ division équationnelle de chaque spermatocyte $II$ donnant $4$ spermatides $(n).$

$\surd\ $ La phase de différenciation ou spermiogénèse

 
 
Au cours de cette phase la spermatide évolue progressivement en spermatozoïdes  par deux points essentiels : la différenciation du flagelle et l'élimination de la plus grande partie du cytoplasme.
 
$\bullet\ $ le centriole distal élabore le flagelle
 
$\bullet\ $ les vésicules golgiennes fusionnent pour donner l'acrosome
 
$\bullet\ $ élongation et aplatissement du noyau
 
$\bullet\ $ les mitochondries s'organisent en un manchon hélicoïdal à la base du flagelle.
 
$\bullet\ $ perte d'une partie du cytoplasme et de l'appareil de Golgi.

II.2.2 Ovogenèse

II.2.2.1 Structure de l'ovaire 

 

II.2.2.2 Les étapes de l'ovogenèse

 
 
Elle comporte trois phases et se déroulent de la même manière que la spermatogenèse avec cependant quelques différences au niveau des cellules formées.

$\surd\ $ La phase de multiplication

Elle est exclusivement embryonnaire, il se forme un stock d'ovogonies (environs $6.8\cdot10^{6}$ pour les deux ovaires). 
 
La plus grande partie dégénère : c'est l'atrésie folliculaire.

$\surd\ $ La phase d'accroissement

Elle débute pendant la vie embryonnaire et donne des ovocytes $I$ par augmentation de taille des ovogonies. 
 
Les ovocytes $I$ entament leur division de maturation, mais celle-ci va connaitre un blocage juste avant la naissance.

$\surd\ $ La phase de maturation

La maturation reprend à la puberté après l'arrêt observé pendant la vie embryonnaire. 
 
Ainsi à chaque cycle ovarien, un ou quelques ovocytes subissent une méiose mais le processus va être  à nouveau bloqué en métaphase $II.$ 
 
Il ne reprendra qu'après la fécondation, pour aboutir à la formation d'un ovule et du deuxième globule polaire.   
 
 

Remarque 1 : 

L'ovogenèse s'accompagne d'un autre processus appelé folliculogenèse dont les étapes sont : 
  
Le follicule primordial : constitué d'un ovocyte $I$ entouré de quelques cellules folliculaires
 
Le follicule primaire : plus grand que le follicule primordial, l'ovocyte $I$ est entouré d'une couche continue de cellules folliculaires.
 
Le follicule secondaire ou plein : l'ovocyte $I$ est plus gros et les cellules folliculaires forment un massif de plus en plus épais. 
 
La zone pellucide apparait autour de l'ovocyte $I$ et deux enveloppes cellulaires (thèque interne et externe) entourent la granulosa.
 
Le follicule cavitaire ou tertiaire : l'ovocyte $I$ a augmenté peu de volume, la granulosa est creusée d'une cavité, l'antrum, qui se remplit de liquide folliculaire. Ce liquide devient de plus en plus abondant et refoule les cellules de la granulosa à la périphérie. 
 
Les thèques sont bien différenciées.
 
Le follicule mûr de Graaf : il est très gros. 
 
L'essentiel du follicule est occupé par l'antrum entouré d'une mince couche de cellules folliculaires dans laquelle l'ovocyte $I$ parait minuscule.

Remarque 2 : 

Les cellules folliculaires se divisent par mitose autour de l'ovocyte $I$ pour former successivement le follicule primaire et le follicule secondaire puis celui-ci commence à secréter de l'œstrogène après la mise en place de la thèque interne. 
 
Ainsi, du follicule secondaire au follicule mûr, la folliculogenèse se caractérise par la mitose des cellules folliculaires et la sécrétion d'œstrogène

II.2.3 Comparaison entre la spermatogenèse et l'ovogenèse 

 
Tableau comparant la spermatogenèse à l'ovogenèse
$$\begin{array}{|c|c|c|} \hline &\text{Spermatogenèse}&\text{Ovogenèse}\\ \hline \text{Début}&\text{A la puberté }&\text{Avant la naissance}\\ \hline \text{Nombre de phase}&\text{Comporte 4 phases}&\text{Comporte 3 phases}\\ \hline \text{Déroulement}&\text{Continu}&\text{Discontinue}\\ \hline \text{Nombre de cellule}&\text{Une cellule souche donne}&\text{Une cellule souche donne 1seul ovocyte II}\\ \text{à l'issu}&\text{4 spermatozoïdes}&\\ \hline \end{array}$$

III. La méiose

III.1 Notion de méiose 

La méiose est un mode de division cellulaire par lequel une cellule animale ou végétale à $2n$ chromosomes (diploïde) donne $4$ cellules à $n$ chromosomes chacune (haploïdes).

III.2 Les étapes de la méiose

Elle se fait par méiose qui comprend deux $(2)$ divisions successives :
 
Une $1^{ère}$ division réductionnelle des spermatocytes $I$ $(2n)$ donnant deux spermatocytes $II$ $(n).$
 
Une $2^{ème}$ division équationnelle de chaque spermatocyte $II$ donnant $4$ spermatides $(n).$
 
 

$-\ $ La première division de la méiose ou division réductionnelle

Elle comporte quatre phases : Prophase $I$, Métaphase $I$, Anaphase $I$ et télophase $I.$
 
$-\ $ La prophase $I$ : C'est la phase la plus longue de la méiose et elle caractérisée par : 
 
Au cours de cette phase la chromatine se condense pour donner des chromosomes avec deux chromatides, au même moment où l'enveloppe nucléaire disparait et le fuseau de division se forme. 
 
Les chromosomes homologues s'apparient et forment des bivalents ou tétrades de chromatides. 
 
Ils peuvent échanger des segments de chromatides (crossing-over).
 
$-\ $ La métaphase $I$ : Chaque chromosome homologue se place de part et d'autre de la plaque équatoriale en se fixant sur les fibres du fuseau de division.
 
$-\ $ l'anaphase $I$ : Séparation des chromosomes homologues sans division des centromères et migration vers chaque pôle suite au raccourcissement des fibres du fuseau de division, pour  donner $n$ chromosomes à chaque pôle. 
 
$-\ $ la télophase $I$ : Division du cytoplasme pour donner deux cellules haploïdes à $n$ chromosomes et formation d'un autre fuseau de division dans chaque cellule.
 
$-\ $ La deuxième division de la méiose ou division équationnelle :
 
Elle est comparable à une mitose simple, car elle est équationnelle et se fait en $4$ phases :
 
$-\ $ Prophase $II$ : Toutes les deux cellules haploïdes ont des chromosomes déjà formés avec deux chromatides reliés par leur centromère et un fuseau de division développé. 
 
$-\ $ Métaphase $II$ : Disposition des chromosomes au centre de la cellule pour former la plaque équatoriale, ces chromosomes sont reliés aux fibres du fuseau de division.
 
$-\ $ Anaphase $II$ : Séparation des chromatides au niveau des centromères suite au raccourcissement des fibres du fuseau qui les tirent vers les pôles, c'est la migration.
 
$-\ $ Télophase $II$ : On note une division du cytoplasme et la formation de l'enveloppe nucléaire, ce qui donne $4$ cellules haploïdes ($n$ chromosomes). 

III.3 Rôle et importance de la méiose 

 
 
Le rôle fondamental de la méiose est d'obtenir des cellules à $n$ chromosomes (haploïdes) après une réduction chromatique. 
 
Il s'agit bien évidemment d'un processus tout à fait complémentaire de la fécondation.
 
La méiose permet un brassage chromosomique. 
 
On distingue des brassages interchromosomiques et des brassages intrachromosomiques 

$-\ $ Le brassage interchromosomique

A l'Anaphase $I$, les chromosomes paternels et maternels sont répartis au hasard. 
 
Le nombre de combinaisons est très élevé ($=2^{n}$, $n$ étant le nombre de paires de chromosomes).
 
Chez l'homme, on obtiendrait $2^{n}=2^{23}=8\ 388\ 608$ sortes de gamètes également probables. 
 
La méiose assure donc un brassage interchromosomique.

$-\ $ Le brassage intrachromosomique

A la prophase de la première division méiotique, les chromosomes homologues s'apparient. 
 
On peut alors observer des enchevêtrements ou chiasmas entre $2$ chromatides « non sœurs », c'est-à-dire n'appartenant pas au même chromosome. 
 
A ce niveau peuvent se produire des échanges réciproques de segments de chromatides (donc de gènes) entre les $2$ chromosomes homologues. 
 
Ces échanges sont appelés crossing-over par les généticiens.

Conclusion

Les appareils génitaux sont organisés en organes reproducteurs concourant tous à une seule et même fonction, la reproduction. 
 
Leur fonctionnement permet entre autres la production de gamètes par un mécanisme appelé gamétogenèse. 
 
Celle-ci comprend plusieurs étapes parmi lesquelles, la méiose dont l'importance est d'aboutir à des cellules sexuelles haploïdes qui peuvent fusionner lors de la fécondation. 
 
Sciences de la vie et de la terre
Auteur: 
Daouda Tine

Commentaires

1

merci car ca ma vraiment permis de comprendre le cour

Ajouter un commentaire

Plain text

  • Aucune balise HTML autorisée.
  • Les adresses de pages web et de courriels sont transformées en liens automatiquement.