7.1. Matériel génétique et hérédité (cours de Lise Roy)

7.2. LA REPRODUCTION SEXUEE

BIOLOGIE appliquée aux sciences humaines 3

1. Modes de reproduction2. Gamétogénèse3. Spermatogénèse4. Ovogénèse5. Contrôle hormonal

REPRODUCTION : indispensable pour qu’une espèce se perpétue

Reproduction asexuée= multiplication végétative

Individus génétiquement identiques(clone)

Individu génétiquement unique

Reproduction sexuée= utilisation de cellules spécialisées

Différents modes de reproduction :

1. Modes de reproduction

Reproduction asexuée= multiplication végétative

PLANTES

Scissiparité

StolonRhizomeN

atur

elle

Ass

isté

e pa

r l’h

omm

e

Bourgeonnement

Fragmentation

AmibeMarcottage

Bouturage

Greffage

Hydre

Etoile de mer

Tous les individus sont génétiquement identiques à l’individu « parent »

ANIMAUX

Reproduction sexuée= utilisation de cellules spécialisées

HermaphrodismeUn individu possède les deux sexes

GonochorismeIndividus à sexes séparés

PLANTES

ANIMAUX(autofécondation = rare)

Hermaphrodisme simultané:

Fécondation croisée(2 individus)

Hermaphrodisme séquentiel:

Protérandrie(gamètes male puis

femelle)

- Maturation successive- Auto-incompatibilité pollinique

« Intersexuation »

Définition du genre?Critères anatomiques

Mais aussi: gonades, hormones, génétique…

Hermaphrodisme dans l’espèce humaine?

Etamines

Pistil

Lombric Huitre Poisson-clown

Reproduction sexuée= utilisation de cellules spécialisées

Parthénogénèse

HermaphrodismeUn individu possède les deux sexes

GonochorismeIndividus à sexes séparés

2 parents

Ovules fécondés

Ovules non fécondés

Puceron

(autofécondation = rare)

Abeille

Reproduction monoparentale à partir d’un ovule non fécondé

Principe de la reproduction sexuée = méiose + fécondation

46 46

92 92

184….

46 46

46

23 23

1 : méioseRéduction chromatique

2 : fécondationFusion des deux noyaux

2n n

n 2n

Rôles de la méiose :

1) Brassage génétiqueGamètes TOUS génétiquement différents

ovules + spermatozoides

2) Réduction chromatique

Gamétogénèse= fabrication des gamètes

2. Gamétogénèse = production de gamètes = cellules sexuelles

Cellules de la lignée germinale(futurs gamètes)

A lieu dans les GONADES :

Testicules Ovaires

Gam

étog

énès

e

Multiplication(MITOSES)

Multiplication(MITOSES)

Méiose

Différentiation

Méiose

Spermatozoïdes

Ovule

Chez l’homme = spermatogénèse

Multiplication(MITOSES)

Méiose

Différentiation Spermatozoïdes(n)

Spermatogonies(2n)

Spermatocytes 1(2n)

Spermatocytes 2(n)

Spermatides(n)

Méiose 1

Méiose 2

Puberté

Productioncontinue

74 joursM1

M2

n = 200 millions(éjaculat)

Chez la femme = ovogénèse

Multiplication(MITOSES)

Méiose

Ovule(n)

Ovogonies(2n)

Ovocytes 1(2n)

Ovocytes 2(n)

Embryon15e semaine

M1

M2

Naissance

Méiose 1

Méiose 2

Puberté

Fécondation

Ovocytes 1 bloqués en prophase 1

Ovocytes 2 bloqués en métaphase 2Ovulation(ovocytes 2)

n = 7 millions

n = 400 000

n = 400(au cours de la vie d’une femme)

1er GP

2ème GP

x

x

Tubes séminifères

Structure du testicule3. Spermatogénèse= gamétogénèse chez l’homme

La spermatogénèse a lieu dans les testicules, à l’intérieur des tubes séminifères

A partir de la puberté,production continue de gamètes

dans les TUBES SÉMINIFÈRES du testicule

SPERMATOGENÈSE

Spermatozoïdes

Spermatogonies(2n)

Spermatocytes 1(2n)

Cellules de LEYDIG (ou cellules interstitielles)= production de testostérone (HORMONE)

Coupe d’un tube séminifère

Méiose74 jours

Coupes de tube séminifère

3. L'appareil reproducteur masculin

Spermatozoïde

QUEUE = flagelle= appareil locomoteur

PIÈCE INTERMÉDIAIRE

- base du flagelle- mitochondries : énergie pour mouvements du flagelle

TÊTE - noyau- acrosome (nécessairepour traverser membrane de l'ovocyte)

= gamète mâle= cellule sexuelle mâle

presque dépourvu de cytoplasme

Ovogonie

Phase folliculaire(10 à 18 jours)

Follicules primaires

Phase lutéale(14 jours)

Corps jaune

Corps jaune dégénéré

Ovocyte 2 émis(ovulation)

4. Ovogénèse= gamétogénèse chez la femme

A partir de la puberté,production cyclique de gamètes (= tous les 28 jours)

Follicule de De Graaf

Coupe d’un ovaire :

Naissance

Puberté

Ovogénèse au sein de l’ovaire : maturation d’un ovocyte dans un follicule= PHASE FOLLICULAIRE

Follicule primordial

Follicule primaire

Follicule secondaire

Follicule cavitaire

Follicule mûr de De Graaf

OVULATION

Secrétion hormone ovarienne : Oestrogènes (oestradiol)

140 28

Phase folliculaire10 à 18 jours

Cycle ovarien

Phase lutéale14 jours

Maturation d’un follicule Evolution et dégénérescence du corps jaune

14 jours = durée constante

Ovulation

140 28

Phase folliculaire10 à 18 jours

Cycle ovarien

Phase lutéale14 jours

Secrétion hormone :oestradiol

Secrétion hormone :progestérone

Utérus

↵

Ovaire

Ponte ovulaire

Trompes (de Fallope) Pavillon (de la trompe)

Ovaire

Ovaire

Utérus

Col de l'utérus

Vagin.

Endomètre(muqueuse utérine)

Muscle (myomètre)

UTÉRUS

Organe creux

où débouchent

les trompes(oviductes)

S'ouvre dans le vagin par le col de l'utérus.

Deux zones :

trompe

myomètre, externe(ou musculeuse)(muscle lisse)endomètre, interne :

muqueuse utérine

Ovaire

Utérus

Vagin

Cycle ovarien:Production d’un ovule

tous les 28 jours

Cycle de l’utérus:Préparation de l’Endomètre pour accueillir œuf fécondé

CYCLE DE L'ENDOMÈTRE

Évolution de l'endomètre pendant le cycle (si 28 jours)- 1er au 5e jour : endomètre détruit (règles)- 5e au 21e jour : reconstitution et épaississement de

l'endomètre,différenciation des glandes en tubes,ì du nombre de vaisseaux sanguins

- Durant la phase lutéale,Sécrétion de glycogène par les glandes en tubes,

qui deviennent très ramifiéesMuqueuse → "dentelle utérine"

49

A la fin du cycle- En absence de fécondation,

rupture de la paroi des artères spiralées=> hémorragie + desquamation des tissus= écoulement menstruel ou règles (~ 5 j)

→ nouveau cycle.

49

(dans la trompe, entre le 14e et le 16e jour)

- En cas de fécondation

Descente de l'embryon Implantation dans l'endomètre (utérus)entre le 21e et 23e jour ≈ 7 j plus tard

Cycle ovarien

Cycle de l’utérus

Les deux cycles sont synchronisés

5. Contrôle hormonal

Le fonctionnement des gonades est gouverné par le cerveau, via des hormones

C’est le complexe « hypothalamo-hypophysaire » qui gouverne l’activité des ovaires et des testicules

HYPOTHALAMUS (système nerveux central)

HYPOPHYSE(glande endocrine)

Neurones secrétant une hormone (GnRH)= NEUROHORMONE

Cellules de l’hypophysesecrétant les hormones FSH et LH

Hypothalamus

Hypophyse

Ovaires

Utérus

LHHormone

lutéinisante

Hormone de libérationdes gonadotrophines

GnRH

FSHHormone folliculo-

stimulante

Oestradiol Progestérone

Gonadotrophines

LH Luteinizing Hormone FSHFollicle-Stimulating Hormone

Hypothalamus

Hypophyse

Ovaires

Oestradiol

Progestérone

GnRH

Croissance et maturation des follicules

Développement du corps jaune

Déclenche l’ovulation

Hypothalamus

Hypophyse

Ovaires

Utérus

LHFSH

Oestradiol Progestérone

RétrocontrôleNégatif

GnRH

L’oestradiol inhibe la production de FSH et LH

RétrocontrôleNégatif

La progestérone inhibe la production de FSH et LH

PUIS :Rétrocontrôle

PositifLorsque quantité importante d’oestradioldans le sang : stimule la production de FSH et LH

Pics de FSH et LH

Ovulation

Ova

ires

Uté

rus

Hormones et synchronisation des cycles ovarien et utérin

Hormones produites par l’hypophyse

Hormones produites par les ovaires

Mesure des concentrations d’hormones dans le sang

Cycle ovarien

Cycle utérin

Ova

ires

Uté

rus

Début du cycle :

• Production FSH et LH• Développement d’un

follicule• Apparition oestradiol

LH

FSH

OestradiolProgestérone

Oestradiol

Ova

ires

Uté

rus

• Evolution du follicule

• Oestradiol

Baisse FSH et LH(rétrocontrôle négatif)

OestradiolLH

FSH

rétrocontrôle négatif

Ova

ires

Uté

rus

• Quantité Oestradiol

Pic de LH(rétrocontrôle positif)

Ovulation

Oestradiol

LHFSH

rétrocontrôle positif

Ova

ires

Uté

rus

Apparition Progestérone

Baisse LH et FSH(rétrocontrôle négatif)

Progestérone

Arrêt secrétionProgestérone

Règles

Disparition corps jaune

Hypophyse secréte FSH et LH(nouveau cycle)

Ova

ires

Uté

rus

L’embryon implanté dans l’utérus valui-même secréter une hormone:

HCG = Human Chorionic Gonadotropin(Gonadotropine humaine)

Si fécondation :

HCG

HCG = hormone mimétique de LH

Le corps jaune va se maintenir plusieurs semaines

Sécrétion progestérone

Maintien de l’endomètre

A partir 8e semaine, production HCG diminue, corps jaune dégénère

Placenta prend la relève pour secréter oestradiol et progestérone

Dosage sanguin plus fiable que test urinaire : permet de dater de façon précise la grossesse

Test urinaire de grossesse : détection de HCG

Hypothalamus

Hypophyse

Testicules

LH

GnRH

FSH

Contrôle hormonal chez l’homme

Cellules interstitielles(cellules de Leydig)

Testostérone

RétrocontrôleNégatif