La fécondation.

REPRODUCTION SEXUEE ET MAINTIEN DES ESPECES DANS LES MILIEUX.

CHAPITRE I : LA FECONDATION.

Problème : quelles sont les caractéristiques de la reproduction sexuée?

Pour répondre à ce problème, il faut connaître les différentes étapes de la reproduction sexuée en prenant un exemple.

1). Quelles sont les étapes de la reproduction sexuée?

L'exemple pris est celui de l'oursin car il est facile d'en avoir et les observations des cellules reproductrices, de la fécondation et des premiers stades du développement de la cellule-oeuf sont facilement réalisables en classe. C'est pendant l'été austral que les oursins se reproduisent.

Observation de départ : aquarium d’eau de mer reconstituant le milieu du lagon.

Observation des oursins : pas de différence entre mâles et femelles ; pas d’organes d’accouplement.

Investigation et hypothèse : libération des cellules reproductrices dans l’eau (dans le milieu extérieur).

Vérification : on provoque la libération forcée des cellules reproductrices avec un produit chimique : le KCL.

Observation des cellules reproductrices au microscope.

Réalisation de la fécondation après mélange des cellules reproductrices et les premiers stades du développement de la cellule-œuf.

Réalisation de dessins d’observation.

Réalisation d’un schéma du cycle de vie de l’oursin à l’aide des observations réalisées.

Il existe un film vidéo sur la reproduction de l'oursin pour compléter les observations.

La fiche technique de manipulations à faire :  fiche-technique-reproduction-oursin.pdf

La fiche de TP à remplir par les élèves et à coller dans le classeur : fiche-tp-reproduction-oursin.pdf

Schémas des différents stades du développement de la cellule-oeuf d' oursin :

stades-de-developpement-cellule-oeuf oursin.pdf

2). Comment peut-on caractériser les cellules reproductrices?

- Les cellules reproductrices chez les animaux.

L'oursin a permis de voir que les cellules reproductrices mâles ou spermatozoïdes sont très mobiles et se déplacent en utilisant leur flagelle. Les cellules reproductrices femelles ou ovules sont sphériques, plus volumineuses que les spermatozoïdes et immobiles. Ce sont les spermatozoïdes qui se déplacent vers l'ovule pour le féconder.

Observation de cellules reproductrices d'autres animaux pour généralisation : photographies du livre.

Spermatozoïdes de bélier

et de taureau

- Les cellules reproductrices du Fucus (algue marine).

Observation de photographies du livre.

Présence ici aussi de spermatozoïdes mobiles et d'ovules sphériques.

- Les cellules reproductrices des plantes à fleurs.

Observation de coupes transversales d'ovaire et de grains de pollen. Voir livre 4ème Nathan.

La cellule reproductrice femelle est enfermée à l'intérieur de l' "ovule" qui ne correspond donc pas à l'ovule des animaux; la cellule reproductrice mâle est à l'intérieur du grain de pollen et ne possède pas de flagelle.

Chez les plantes à fleurs, les cellules reproductrices ont donc des caractéristiques particulières.

3). Comment s'effectue la fécondation chez les animaux et les végétaux?

Comment la rencontre des cellules reproductrices est-elle favorisée?

Histoire des Sciences : depuis le XVIIème siècle, de nombreux scientifiques ont élaboré des expériences pour comprendre les mécanismes de la fécondation. Voir livre 4ème Nathan.

- On a vu chez l'oursin et les algues marines que la fécondation se fait dans l'eau de mer, donc dans le milieu extérieur : on dit que la fécondation est externe.

Comment les cellules reproductrices se rapprochent-elles? Expériences sur le chimiotactisme des gamètes.

Les cellules reproductrices femelles exercent un pouvoir attractif sur les cellules reproductrices mâles.

- Pour de nombreux animaux, l'accouplement du mâle et de la femelle permet une fécondation à l'intérieur de l'organisme femelle : on dit que la fécondation est interne.

Avant l'accouplement, il existe des moyens de rapprochement des individus mâles et femelles.

Expériences de Tinbergen sur le chant du grillon mâle ; observation des signaux lumineux chez les femelles des vers luisants.

Pour favoriser la rencontre des mâles et des femelles, plusieurs stratégies existent, comme le chant, l'émission de signaux lumineux ou d'odeurs particulières, les parades nuptiales.

- Chez les plantes à fleurs, la fécondation se déroule selon le processus suivant :

fecondation-chez-les-plantes-a-fleurs.pdf

Questions : Indiquez où sont situées les cellules reproductrices femelles et où sont déposées les cellules reproductrices mâles.

 Quel problème se pose-t-il pour la réalisation de la rencontre des cellules reproductrices? Quelle hypothèse pouvez-vous faire en regardant l’expérience de Molisch ?

Comment s'effectue la rencontre des cellules reproductrices mâle et femelle?

la fécondation est-elle externe ou interne?

Complètez le schéma ci-dessous en indiquant les légendes qui conviennent et en traçant le trajet du tube pollinique qui permet la rencontre des cellules reproductrices, donc la fécondation.

  schema-fonctionnel-fecondation-plantes-a-fleurs.doc

Bilan : la reproduction sexuée animale et végétale comporte l'union d'une cellule reproductrice mâle et d'une cellule reproductrice femelle.

Le résultat de la fécondation est une cellule-oeuf à l'origine d'un nouvel individu.

La fécondation peut être externe ou interne. Des mécanismes favorisant le rapprochement des cellules reproductrices et des individus facilitent la fécondation.

Exercice sur la fécondation chez les plantes à fleurs:

Schema fonctionnel fecondation plantes a fleurs 1 (50.5 Ko)