PARTIE II :

Reproduction sexuée

et

maintien des espèces dans leur milieu de vie.

Une île volcanique vient de se former, que se passe-t-il au bout de plusieurs années ?

Comment font les êtres vivants pour coloniser un milieu ? Les êtres vivants se reproduisent ce qui leur permet de coloniser les milieux. Aujourd’hui je sais que :

- les organes des êtres vivants sont constitués de cellules (visibles au microscope), - les animaux et les végétaux colonisent leur milieu grâce à la reproduction

Problématique : - Par quels moyens se reproduisent-ils ? - Se reproduisent-ils tous de la même manière suivant leurs milieux ?

Chap.1 : La reproduction sexuée et la pérennité des êtres vivants.

Les êtres vivants naissent, grandissent, se nourrissent se reproduisent et meurent. Pour coloniser le milieu et pérenniser les espèces, certains animaux et végétaux se reproduisent, par une reproduction sexuée.

Problématique : Comment la reproduction sexuée assure t- elle la pérennité d'une espèce ? Comment différencie-t-on les mâles de femelles ?

I) La reproduction sexuée fait intervenir des gamètes.

Voir fiche TP n°1 : Les cellules reproductrices

Dans ce TP nous avons pu identifier les cellules reproductrices mâles et femelles. Chez les végétaux comme chez les animaux nous retrouvons des gamètes mâles et des gamètes femelles. Les gamètes mâles sont mobiles et plus petits que les gamètes femelles.

Chez certaines espèces il n’y a même aucun dimorphisme sexuel, et il n’est possible de les différencier que par leurs cellules reproductrices.

SCHÉMA DE CELLULES REPRODUCTRICES

gamète femelle gamète mâle noyau flagelle

membrane plasmique

Cytoplasme

La reproduction sexuée animale comme végétale fait intervenir des cellules reproductrices. Chez les animaux, on observe des spermatozoïdes (gamètes mâles) qui fécondent des ovules (gamètes femelles). Chez les végétaux, on observe des ovules et des grains de pollen.

Qu’est ce que la reproduction sexuée ?

II) La formation d’un nouvel individu : rencontre des cellules reproductrices.

Voir fiche TP n°1 : Les cellules reproductrices

Activité 1 : Comment obtient-on un nouvel individu ? (I1, Ra1)

A. Les expériences de Spallanzani Lazzaro Spallanzani, scientifique italien du XVIIIème siècle (1729-1799), pensait que le

nouvel individu préexistait dans l’ovule, cellule reproductrice femelle. Il effectua plusieurs expériences sur des grenouilles comme représentées sur les schémas suivants :

Document 1

Document 2

Questions :

1) Quel est l’hypothèse de Spallanzani ? Spallanzani pense qu’un nouvel individu préexiste dans l’ovule.

2) Expliquez ce que Spallanzani fait varier dans ces expériences. Dans ces expériences il permet ou non l’accouplement entre le mâle et la femelle et il permet ou non au sperme d’être en contact avec les ovules.

D’après le document 1 : 3) Construire un tableau de résultats avec une colonne présentant les conditions des

expériences et une colonne présentant les résultats obtenus.

Conditions de l’expérienceConditions de l’expérienceConditions de l’expérienceConditions de l’expérience RésultatsRésultatsRésultatsRésultats

Accouplement du mâle et de la femelle. Il y a contact entre le sperme et les ovules.

Formation de têtards

Accouplement du mâle et de la femelle, mais le mâle ne met pas en contact son sperme avec les ovules.

Pas de têtards

Pas d’accouplement. Mise en contact du sperme avec les ovules

Formation de têtards

4) En conclusion, que faut-il pour permettre la formation d’un têtard ? Pour permettre la formation de nouvel individu il doit y avoir un contact entre le sperme produit par le mâle et les ovules produits par la femelle.

D’après le document 2 : 5) Expliquez ce que les expériences nous apportent comme précision sur la formation des

têtards. Dans le sperme, ce sont les spermatozoïdes qui permettent la formation de nouveaux individus lors de leur rencontre avec les ovules.

6) Représentez le cycle de la grenouille. Grenouille adulte femelle ovules Cellules œuf têtards Grenouille adulte mâle spermatozoïdes

B. Le cycle de développement d’une plante à fleur

1) A l’aide des documents p.17, reconstituez le cycle d’une plante à fleur et légendez-le.

2) D’après ce cycle, peut-on dire que la formation d’une nouvelle fleur est identique à la formation d’un têtard ? Expliquez

Oui, car dans les deux cas il y a rencontre entre le gamète femelle (ovule) et le gamète mâle (spermatozoïde ou pollen).

BILAN : Pour la formation d’un nouvel individu animal ou végétal, il faut la rencontre entre le gamète

femelle (ovule) et le gamète mâle (spermatozoïde ou grain de pollen). Le résultat de la fécondation est une cellule œuf qui en se multipliant est à l'origine d'un

nouvel individu. Cette fécondation, union d'un gamète mâle et d'un gamète femelle, est caractéristique de la reproduction sexuée.

Dans quel contexte se rencontrent les gamètes mâles et femelles ?

III) Les différents types de fécondation.

Activité 2 : Des méthodes de fécondation différentes suivant les espèces.

D’après les cycles de reproduction vus précédemment, complétez le tableau suivant :

Homme pois Grenouille Oursin Fucus Production de gamètes

oui oui oui oui Oui

Fécondation dans le milieu de vie

Non Non Oui Oui Oui

Fécondation dans l’organisme femelle

Oui Oui Non Non Non

Accouplement

Oui Non Oui Non Non

Formation d’une cellule-œuf

Oui Oui Oui Oui Oui

Bilan : L’union des gamètes mâle et femelle peut avoir lieu :

- Dans le milieu de vie ; on parle de fécondation externe - Dans l’organisme femelle, on parle de fécondation interne

Chez de nombreuses espèces aquatiques, la fécondation est externe et se caractérise par

une grande production de cellules reproductrices, ce qui compense les pertes importantes. Chez de nombreuses espèces vivant en milieu terrestre, la fécondation est interne et

nécessite un accouplement.

Au vu de la taille des cellules reproductrices et de la taille du milieu dans lequel elles sont libérées, les êtres vivants doivent mettre en place des stratégies pour que leurs gamètes puissent se rencontrer.

Comment les gamètes mâles et femelles peuvent elles se rencontrer facilement ?

IV) Des mécanismes favorisent la rencontre des cellules reproductrices. Suivant le type de fécondation les difficultés de rencontre des cellules reproductrices ne sont pas les mêmes.

Activité 3 : Les mécanismes facilitant la fécondation.

� Expériences avec Bombyx

� 1- Quel problème se pose ?

Comment le mâle et la femelle se retrouvent-ils ?

2- D’après le cas 1, proposez deux hypothèses pour expliquez la venue des papillons mâles autour de la bouteille.

Hypothèse 1 : Les mâles voient la femelle Hypothèse 2 : La femelle sécrète une substance qui attire les mâles

3- D’après les cas 2 et 3, vos hypothèses sont elles validées ? Expliquez. L’hypothèse 1 n’est pas validée car dans le cas 2, il y a bien une femelle dans une bouteille mais les mâles ne viennent pas. L’hypothèse 2 est validée car dans le cas 3, les mâles sont attirés pas une bouteille vide mais qui contenait avant une femelle. Cette femelle a dü sécréter une substance attractive.

4- D’après le doc.2 p16, concluez sur le comportement qui favorise la fécondation chez le papillon.

La femelle sécrète une substance appelée phéromone qui attire les mâles.

� Expériences avec le Lys

1- Observez le document 1, quel problème est rencontré par les grains de pollen ?

Comment les grains de pollen peuvent-ils atteindre les ovules ?

2- Proposez une hypothèse sur le chemin pris par la ou les cellule(s) reproductrices pour se rencontrer.

La fécondation à lieu dans le pistil, le grain de pollen se fraie un chemin jusque là.

3- D’après l’expérience de Molisch, votre hypothèse est elle validée ? Expliquez. En présence d’un morceau de pistil, les grains de pollen germent en direction de ce dernier. Ainsi les grains de pollen se déplacent en direction des ovules.

� L’oursin Doc.3 p16

1) Décrivez les résultats des expériences. Dans l’expérience A, les spermatozoïdes d’oursins ne sont pas attirés par l’eau de mer contenue dans la pipette. En revanche dans l’expérience B, les spermatozoïdes sont attirés par les ovules contenus dans la pipette.

2) Expliquez le résultat de l’expérience B. Les ovules sécrètent une substance qui attire les spermatozoïdes.

� BILAN A l’aide des documents fournis et de votre livre p. 16-17, complétez le tableau suivant :

Bombyx Grillon Lys Oursin fécondation interne interne interne externe Rapprochement des individus individus Cellules

reproductrices Cellules reproductrices

Mécanisme ou comportement facilitant la fécondation

Substance chimique émise

chant Substance chimique et fabrication d’un tube

Substance chimique émise

Individu ou gamète à l’origine de ce mécanisme (précisez le sexe)

Femelle bombyx

Mâle grillon Pistil et pollen ovules

Bilan : Le comportement des individus et l’attraction des gamètes favorisent la fécondation.

Des mécanismes à l'échelle des individus et des cellules reproductrices favorisent la fécondation :

� Chez certains animaux, le comportement des individus, chant, parade nuptiale, attire la femelle, par exemple chez le grillon et le paon. Le papillon femelle émet des substances odorantes pour attirer le mâle. Chez les plantes à fleurs, les grains de pollen émettent un tube pollinique qui favorise le rapprochement du gamète mâle et du gamète femelle.

� Chez les animaux comme chez les végétaux, les cellules reproductrices mâles et femelles libèrent des substances attractives qui favorisent la fécondation.

CONCLUSION GENERALE La reproduction sexuée est un ensemble de comportements et de mécanismes qui

permettent d’aboutir à un nouvel individu unique, a partir de deux êtres vivants préexistants. Elle fait toujours intervenir deux gamètes un spermatozoïde et un ovule, dont leur union

lors de la fécondation crée une cellule-œuf. Cette cellule en se divisant crée le nouvel être unique.

Selon les espèces la fécondation a lieu dans le milieu extérieur (fécondation externe) ou dans l’organisme de la femelle (fécondation interne).

Différents mécanismes favorisent la fécondation. Ils se font à l’échelle des individus (attraction du partenaire) ou des cellules reproductrices

Extrait Bréal, 2007, p.109

Chapitre 2 reproduction sexuée et milieux de vie.

1) la reproduction sexuée en milieu aquatique et en milieu terrestre.

A l’aide des informations données ci-dessus, renseignez le tableau suivant :

Animaux Étudiés

Milieu de vie de l’animal

étudié : Terrestre ou aquatique ?

Nombre d’ovules ou

d’œufs produits par

an ?

Ovipare ou vivipare ?

Endroit où l’œuf se

développe ?

Type de fécondation : Externe ou interne ?

Truite aquatique 500 000 ovipare dans l’eau

externe

Hirondelle terrestre 2 à 4 ovipare dans un nid

interne

cerf terrestre 1 à 2 vivipare utérus

interne

Bilan : En milieu aquatique, la rencontre des gamètes a souvent lieu dans l’eau. La fécondation est dans ce cas externe. En milieu terrestre, les gamètes mâles sont déposés dans le corps de la femelle et sont alors en contact avec les gamètes femelles. Il s’agit d’une fécondation interne.

2) L’influence du milieu.

3) L’influence des activités humaines. II Les stratégies de reproduction en fonction des milieux : �Activité 2 : A partir de l’activité 1, répondez aux questions suivantes :

1. Faites un lien entre le milieu de vie de l’animal et le nombre d’ovules ou d’œufs produits dans l’année. Les animaux qui se reproduisent en milieu aquatique ont beaucoup plus d’ovules ou d’œufs que les animaux se reproduisant en milieu terrestre.

2. Comment expliquez-vous cette différence ? En milieu aquatique les risques de perte des œufs est plus importante : prédateur, courant que le milieu terrestre.

3. Quelle stratégie est mise en place par les êtres vivants du milieu aquatique pour assurer la pérennité (= qui dure toujours) de l’espèce ?

La stratégie est de pondre beaucoup d’œufs pour compenser les pertes. A partir du livre p27 :

4. Quelle stratégie est mise en place par les êtres vivants vivipares du milieu terrestre pour assurer la pérennité (= qui dure toujours) de l’espèce ?

Les vivipares terrestres ont peu de petits mais les femelles assurent leur protection. 5. Quelle stratégie est mise en place par les êtres vivants ovipares du milieu terrestre pour assurer la

pérennité (= qui dure toujours) de l’espèce ? Les ovipares terrestres ont leur embryon protégé dans une coquille.

Bilan : Les animaux qui se reproduisent en milieu aquatique compensent la libération au hasard des gamètes dans le milieu et la prédation par une très grande production de gamètes.

Les animaux qui se reproduisent en milieu terrestre possèdent plusieurs stratégies pour assurer leur descendance :

- ils s’accouplent, - les œufs pondus dans le milieu sont protégés dans des coquilles, riches en réserves et parfois couvés (ovipares), - certains futurs jeunes se développent à l’intérieur du corps de la mère recevant alors protection, alimentation et soins parentaux (vivipares)

Ces animaux n’ont donc pas besoin de pondre beaucoup d’œufs.

III Influence des conditions de milieu sur la reproduction :

1) Les ressources alimentaires : ��Activité 3 : Livre p28-29 Questions 1, 2, 3, 4 p29 R1 : L’anchois est un Poisson, le busard est un Oiseau. R2 : Fécondité femelle 2g Fécondité femelle 3g Zone 1 375 1000 Zone 2 1500 2400 R3 : Les femelles anchois de la zone 2 trouvent une nourriture plus abondante que dans la zone 1, c’est pourquoi les femelles de la zone 2 peuvent donner plus d’œufs par ponte que les anchois de la zone 1. La fécondité dépend de la quantité de nourriture. R4 : L’évolution de la fécondité des femelles busards correspond à l’évolution du nombre de campagnols (sa nourriture). Ainsi quand la population de campagnols est élevée alors la fécondité des busards augmente et inversement. La fécondité des femelles busards est liée à la population de campagnols. Bilan : La reproduction sexuée dépend des ressources alimentaires du milieu.

2) L’Homme modifie les conditions de reproduction : ��Activité 4 : Livre p30-31 Questions 1, 2, 3 p31 R1 : L’insecte pollinisateur a pour rôle d’apporter le grain de pollen jusqu’au pistil des fleurs. Ainsi l’insecte permet la rencontre entre le pollen et l’ovule et donc la fécondation. R2 : En 25 jours, les femelles du lot 2 ayant subi l’insecticide pondent moins d’œufs que les femelles du lot 1 (sans insecticide). Les effets souhaités de l’utilisation d’insecticides sont : la protection des cultures en diminuant la fécondité des insectes ravageurs et donc leur population. Les effets non souhaités sont : la diminution de la fécondité des insectes pollinisateurs indispensables pour la production des plantes, la baisse de la biodiversité. R3 : Le brochet se reproduit dans des prairies inondées. Dans une zone aménagée (non asséchée) le nombre d’alevins est élevé (environ 24 000) alors que ce nombre est quasi nul dans la zone non aménagée (asséchée). L’Homme contribue à maintenir la reproduction du brochet en aménageant des zones dont le niveau d’eau est contrôlé. Bilan : La présence humaine, l’emploi de polluants, la lutte biologique, influent aussi, par l’intermédiaire de la reproduction, sur les équilibres entre espèces.