Reproduction | Les SVT à Montaigne

La reproduction est le processus biologique par lequel un nouvel être vivant est produit à partir d'au moins un autre être vivant. Nous verrons que la présence de deux êtres vivants n'est en rien obligatoire pour nombre d'espèces.

Jusque dans la moitié du XVIIème puis XVIIIème siècle, la théorie la plus répandue pour expliquer la présence de certains êtres vivants était la génération spontanée. On pensait alors que certains animaux ou végétaux apparaissaient comme par magie sans avoir d'ascendant.

Des recherches plus poussées pour l'époque permirent de comprendre que la reproduction était un processus global qui englobait l'intégralité du vivant, avec des règles générales mais aussi des particularités chez chacun.

Chapitre 1 - Devenir apte à se reproduire

Lina Medina et son fils

Lina Medina détient un triste record. Elle est devenue à 5 ans et 7 mois, la plus jeune fille à devenir maman.

Comment a-t-elle pu tomber enceinte ? Il n'est pas question ici de parler de relation sexuelle, Lina Medina sait que son fils est issu d'un viol mais n'a jamais voulu désigner l'auteur. Toutefois, pour être enceinte, il est donc possible que son corps soit prêt à le devenir.

I - La puberté

Question : Comment une si jeune fille a-t-elle pu avoir un enfant ?

Activité "Les changements à l'adolescence : la puberté"

Consigne : A l'aide des documents et de ce que tu connais, liste les changements du corps pendant la puberté.

Bilan :

Puberté : Période au cours de laquelle le corps d’un enfant se transforme et devient capable de se reproduire.
Caractères sexuels primaires = Organes reproducteurs. Ce sont les organes impliqués dans la reproduction. Ils sont présents dès la naissance.
Caractères sexuels secondaires : Ce qui distingue un garçon d’une fille à partir de la puberté (seins, voix, poils …)

A la puberté, de nombreux changements ont lieu : mue de la voix, développement de la pilosité,... L’ensemble de ces changements transforme l'enfant en adulte capable de se reproduire. En effet, les organes reproducteurs deviennent aussi fonctionnels.
Lina Medina a donc pu avoir un enfant à cause d'une puberté très précoce.

II - L'apparition des caractères sexuels secondaires

Nous venons de voir que la puberté était caractérisée par l'apparition des caractères sexuels secondaires. Mais comment arrivent-ils ?

Question : A quoi l'apparition des caractères sexuels secondaires est-elle due ?

Avant de rentrer dans le détail des caractères sexuels secondaires, il est préférable de faire un point sur l'anatomie.

Quelques notions de vocabulaire doivent aussi être apportées afin que les notions futures soient claires :

Appareil : Ensemble d'organes qui fonctionnent dans le but d'assurer une fonction commune

Glande : Organe qui produit une substance qui sera libérée (dans ou en dehors du corps)

Muqueuse : Couche très fine de cellule, à l'intérieur du corps mais en contact avec l'extérieur (vagin, intérieur de la bouche ...)

Consigne : A l'aide des documents, explique ce qu'il se passe dans le corps d'un adolescent pour voir apparaitre les caractères sexuels secondaires.

Bilan :

Hormone : Molécule, fabriquée par un organe, libérée dans le sang et qui agit sur un autre organe.
Hormone sexuelle : Hormone fabriquée par les testicules chez l’homme ou par les ovaires chez la femme et qui déclenche l’apparition des caractères sexuels secondaires.
Testostérone : Hormone sexuelle qui permet le développement des caractères sexuels secondaires masculins.
Œstrogène : Hormone sexuelle qui permet le développement des caractères sexuels secondaires féminins.

La puberté a lieu grâce à des hormones. Les hormones cérébrales (produites par le cerveau) permettent le développement des testicules et des ovaires. A leur tour, ces organes vont produire des hormones (la testostérone pour les testicules et l’œstrogène pour les ovaires). Ce sont ces hormones-là qui vont provoquer l’apparition des caractères sexuels secondaires.

Chapitre 2 - Les bases de la reproduction humaine

Avant de rentrer dans le détail des bases de la reproduction humaine, il est important de dissocier deux notions importantes que sont la reproduction et la sexualité.

Concernant la reproduction, c'est la biologie qui nous intéresse, comment un nouvel être vivant peut être produit à partir d'un ou de deux êtres vivants. On s'intéresse donc à l'anatomie des organes, aux cellules et à leur fonctionnement.

La sexualité est une étude plus large, elle nécessite de prendre en compte la société, la culture, les préjugés etc ...en lien plus ou moins étroit avec la reproduction.

Ce qui nous intéresse ici est donc d'abord une problématique liée à la reproduction. Pour les problématiques liées à la sexualité, la section "EVAS" (Education à la Vie Affective et Sexuelle) t'en diras plus.

I - Le fonctionnement des organes reproducteurs

Dans le précédent chapitre, il a été vu comment le corps se transformait grâce aux hormones. Grâce à ces transformations, il devient capable de se reproduire notamment grâce au développement des organes reproducteurs.

Question : Comment les organes reproducteurs fonctionnent-ils ?

Activité "Fonctionnement général des organes reproducteurs"

Consigne : A partir des documents, compare le fonctionnement des organes reproducteurs.

Bilan:

Testicule : Organe reproducteur de l’homme dans lequel sont produits les spermatozoïdes.
Sperme : Liquide émis par le pénis au cours de l’éjaculation et qui contient les spermatozoïdes. Sperme = liquide séminal + spermatozoïdes
Ovaire : Organe reproducteur de la femme qui émet des ovules.
Ménopause : Arrêt du fonctionnement des ovaires qui provoque l’arrêt de l’ovulation et des règles.

A la puberté, les organes reproducteurs commencent à fonctionner. Les testicules produisent des spermatozoïdes. Cette production est continue et elle dure jusqu’à la fin de la vie. Les ovaires produisent des ovules, de façon cyclique (environ 1 par mois) et cette production s’arrête à la ménopause (environ 50 ans).

Activité "Les règles"

Consigne : A partir des documents, explique ce que sont les règles et comment elles fonctionnent

Bilan :

Cycle menstruel : Cycle de 28 jours en moyenne qui commence par les règles et pendant lequel a lieu l’ovulation.
Règles (=menstruations) : Ecoulement périodique contenant du sang et la couche superficielle de la paroi de l’utérus.
Progestérone : Hormone sexuelle produite par les ovaires surtout la deuxième moitié du cycle

A la puberté, les organes reproducteurs féminins commencent à fonctionner de façon cyclique pour une durée moyenne de 28 jours.

A chaque début de cycle, la couche superficielle de l’utérus commence par s’épaissir notamment grâce au développement de nombreux vaisseaux sanguins. C'est l’œstrogène produit par les ovaires qui en est responsable. Cela dure toute la première moitié du cycle (environ 14 jours). Puis, l'ovulation a lieu.

La progestérone est alors produite en plus grande quantité par les ovaires. Elle permet le maintien du développement de la muqueuse utérine. Si l'ovule a été fécondé, alors l'utérus est prêt à accueillir le futur bébé pour qu'il se développe. Dans le cas contraire, toute la préparation de l'utérus n'a "servi à rien". Alors les ovaires arrêtent de produire des hormones et leurs quantités chutent brutalement, la couche superficielle de l’utérus est éliminée : ce sont les règles.

II - Quand deux individus en créent un nouveau

Question : Que deviennent les gamètes après un rapport sexuel ?

Gamète mâle = spermatozoïde = Cellule reproductrice mâle
Gamète femelle = ovule = Cellule reproductrice femelle

Cette partie est l'occasion de se servir une nouvelle fois du microscope. Si la méthode d'utilisation du microscope et/ou si la méthode de réalisation d'un dessin d'observation n'est/ne sont pas acquise(s), c'est par ici.

Illustrations Science et Avenir et Académie de Rennes.

Consigne : A partir de la vidéo, explique ce que deviennent les gamètes après un rapport sexuel

https://www.youtube.com/watch?v=Imq1COeDrII

Bilan :

Fécondation : Union d’un spermatozoïde et d’un ovule
Fécondation interne : Fécondation qui a lieu à l’intérieur du corps de la femelle.
Cellule-œuf : Première cellule issue de la fécondation
Chimiotactisme : Phénomène chimique par lequel l'ovule attire les spermatozoïdes vers lui

La reproduction humaine se caractérise par l’union d’un gamète mâle et d’un gamète femelle. Lors de l’éjaculation, des millions de spermatozoïdes sont déposés dans le fond du vagin. En parallèle, un ovaire produit un ovule. L’ovule quitte l’ovaire et s’avance dans la trompe (jusqu'au premier tiers environ).

Les spermatozoïdes passent le col de l'utérus, puis, attirés par chimiotactisme, remontent vers l’ovule en passant par une trompe. Les spermatozoïdes sont beaucoup plus petits que l’ovule. Plusieurs spermatozoïdes atteignent l’ovule mais un seul y pénètre. Cette union s’appelle la fécondation et aboutit à la formation d’une cellule-œuf. Chez l’Homme, cette fécondation est interne.

III - De la cellule-œuf au bébé

Question : Comment une seule cellule peut-elle donner un individu entier?

Consigne : A l’aide des documents, explique comment la procréation mène à la naissance d’un nouvel individu.

Bilan :

Nidation : Implantation de l’embryon dans l’utérus
Embryon : Stade de développement du bébé allant de la cellule-œuf à la fin du deuxième mois de grossesse (formation des organes)
Fœtus : Stade de développement du bébé du troisième mois à la naissance.

La fécondation provoquant l’apparition de la cellule-œuf a lieu dans une trompe utérine. Aussitôt, la cellule-œuf commence à se diviser et prend le nom d’embryon. Une semaine après, l’embryon est déjà fait de plusieurs dizaines de cellules et s’implante dans l’utérus, c’est la nidation. Les cellules continuent toujours à se diviser jusqu’à la formation complète des organes qui se termine à la fin du deuxième mois. L’embryon prend alors le nom de fœtus jusqu’à la naissance du bébé.
Tous ces différents processus demandent de l’énergie à l’embryon dont les besoins vont être amenés par le cordon ombilical. Le cordon ombilical relie le bébé à sa mère par le biais du placenta où les échanges de nutriments et de gaz respiratoires (dioxygène et dioxyde de carbone) ont lieu.

IV - La grossesse, un choix à part entière

Cette partie, par sa façon d'aborder différents problèmes de société s'apparente à un cours d'EMC. Le but de cette partie est de permettre une découverte plus large du cadre législatif entourant certaines pratiques et des moyens de contraception de façon à sortir du schéma habituel pilule/préservatif.

Question : Quels sont les outils à la disposition de l'espèce humaine pour choisir ou non une grossesse ?

Activité "Choisir d'avoir des enfants"

Certains couples désirent des enfants mais n’arrivent pas à en avoir. Ils ont alors la possibilité d’avoir recours à la PMA.

Consigne : Fais une recherche sur le site www.fiv.fr et explique en quoi la FIV consiste.

Bilan :

PMA : Procréation Médicalement Assistée : Désigne l’ensemble des techniques médicales pour permettre à un couple d’avoir un enfant
FIVETE : Fécondation In Vitro Et Transfert d’Embryon : Technique de PMA qui consiste à produire une fécondation en laboratoire et à transférer l’embryon dans l’utérus de la future mère.

En France, les couples désirant avoir des enfants peuvent accéder à la PMA. La loi impose que le couple soit hétérosexuel, que l’une des deux personnes au moins souffre d’infertilité constatée médicalement ou qu’au moins un des deux partenaires souffre d’une maladie génétique qu’il ne veut pas transmettre. La possibilité d'une extension de la PMA à toutes les femmes est actuellement à l'étude en France.

La FIVETE est une des techniques de PMA. La fécondation est réalisée en laboratoire et entre 1 et 3 embryons sont transférés par essai.

Activité "Choisir de ne pas avoir d'enfants"

Cette partie repose essentiellement sur le travail des élèves mené tout au long d'un projet.

Bilan :

Contraception : Ensemble des moyens qui vise à limiter au mieux la possibilité d'une grossesse.

   Différents moyens de contraception existent. Il en existe de deux types : physiques et chimiques. Les contraceptifs physiques ont pour rôle de dresser une barrière entre les spermatozoïdes et l’ovule pour éviter la fécondation (préservatif masculin et féminin, cape cervicale …)
   Les contraceptifs chimiques ont pour rôle de déstabiliser le cycle hormonal féminin pour éviter l’ovulation ou déclencher prématurément les règles : pilule, implant …
   Choisir sa contraception dépend de trois critères importants : sa biologie personnelle (chaque moyen de contraception ne convient pas à tout le monde), son mode de vie (prise à heure fixe, contraception de longue durée voire définitive) et le prix (plus la contraception est de longue durée plus elle est chère).
   Les contraceptifs d’urgence comme la pilule du lendemain permettent d’arrêter le développement d’une grossesse dans ses premières heures. La pilule du lendemain est gratuite pour les mineurs et peut être obtenue de façon anonyme.

V - Transmettre l'information génétique

Question : Comment passe-t-on d'une seule cellule à plusieurs milliards ?

Consigne : A l’aide des documents, explique comment la cellule-œuf peut donner un être humain de plusieurs milliards de cellules.

Bilan :

Les cellules de l’organisme possèdent la même information génétique que la cellule-œuf dont elles proviennent par divisions successives. La division cellulaire est précédée par la copie de l’ADN de chacun de ses chromosomes. Les chromosomes doubles obtenus se séparent en suite en deux chromosomes simples identiques. Chacune des deux cellules formées reçoit le même nombre de chromosomes que celui de la cellule initiale. Les cellules obtenues vont ensuite se diviser et ainsi de suite. Les cellules contiennent donc toutes la même information génétique.

Division cellulaire (mitose) : mécanisme qui permet, à partir d’une cellule, d’en obtenir deux cellules identiques.

Activité "La transmission des caractères héréditaires"

Consigne : A l’aide des informations disponibles, calcule la chance des parents de Bjorn d’obtenir un garçon de groupe sanguin O. (On ne s’intéressera qu’aux chromosomes sexuels et la paire n°9 qui porte les groupes sanguins).

Bilan :

Méiose : Division cellulaire menant à la production des cellules reproductrices.

Brassage interchromosomique : Répartition aléatoire des chromosomes pendants une division cellulaire

Chaque être humain issu de la reproduction sexuée est un individu constitué de cellules qui contiennent des chromosomes portant des gènes.

Lors de la formation des cellules reproductrices, les 2 chromosomes de chaque paire, qui sont génétiquement différents, se répartissent au hasard et forment 2 lots : chaque cellule reproductrices contient alors 23 chromosomes. Les cellules reproductrices produites par un individu sont donc génétiquement différentes.

La fécondation rétablit le nombre de chromosomes de l’espèce. Elle associe, pour chaque paire de chromosomes, un chromosome du père et un chromosome de la mère. Cette union au hasard donne un nouvel individu dont l’information génétique le rend unique.

Chapitre 3 - D'autres moyens de reproduction

I - La reproduction des végétaux à fleurs

Question : Comment les végétaux qui possèdent des fleurs se reproduisent-ils ?

Activité "Les fleurs des végétaux"

Consigne : En t'appuyant sur les documents comme modèle, récolte une fleur et effectue une dissection afin de dénombrer sur ta fleur, le nombre de : sépales, pétales, étamines et carpelles.

Bilan :

Pétale : Pièce florale le plus souvent coloré correspondant à une feuille modifiée. Son principal rôle est d’attirer les pollinisateurs. L’ensemble des pétales est appelé « corolle ».

Sépale : Pièce florale le plus souvent verte. C’est une petite feuille collée derrière les étamines. L’ensemble des sépales est appelé « calice ».

Étamine : Pièce florale reproductrice en deux parties : le filet soutient une anthère. Chaque anthère est un sac contenant des grains de pollen. C’est la partie mâle de la fleur. L’ensemble des étamines est appelé « androcée ».

Carpelle : Pièce florale reproductrice en trois parties : la partie renflée, l’ovaire, contient les ovules. Elle est surmontée du style qui se termine par le stigmate. C’est la partie femelle de la fleur. L’ensemble des carpelles est appelé « gynécée » ou « pistil ».

La fleur est l'élément crucial pour la vie des végétaux à fleurs. Elle contient des pièces non reproductrices (sépales et pétales) ainsi que des pièces reproductrices (étamine et carpelle). Elle contient donc à la fois les éléments mâles et femelles.

Activité "Le rôle des fleurs dans la reproduction"

Nous avons vu qu'il existait un lien entre les fleurs et les fruits. En effet, seuls les végétaux produisant des fleurs produisent des fruits. Mais quel est ce lien ?

Consigne : Grâce à la vidéo, explique le lien entre une fleur et un fruit.

Bilan :

Pollinisation : Transport du pollen d'une fleur vers une autre. Elle peut se faire par les abeilles, le vent, la pluie ...

Chez les végétaux à fleurs, les cellules reproductrices sont dans la fleur. Les cellules reproductrices mâles sont dans le pollen qui est sur les étamines et les ovules sont dans le pistil. Par différents moyens (abeilles qui butinent ou autres insectes, le vent , la pluie ...) le pollen quitte une première fleur. En allant sur une nouvelle fleur, le pollen se dépose sur le pistil : c'est la pollinisation. Les cellules reproductrices mâles dans le pollen rejoignent les ovules dans l'ovaire, en produisant un tube pollinique, les fécondent et cela forme une graine pour chaque ovule fécondé.

Pour protéger la graine, l'ovaire de la fleur se transforme en fruit. Si l'ovaire ne contient qu'un ovule, il sera le seul fécondé et le fruit ne contiendra qu'une seule graine. Si l'ovaire contient plus d'ovules, il y aura autant de graines qu'il y a d'ovules.

Ainsi, un fruit est le résultat de la transformation d'une fleur suite à sa pollinisation. C'est un ovaire qui s'est développé pour protéger des graines.

La fécondation de la fleur

Source : Maxicours, La fleur au service de la fécondation

II - D'autres façons de se reproduire

Consigne : Lis les documents, choisis un être vivant et présente la façon dont il se reproduit en créant une affiche.

Bilan :

Fécondation externe : Fécondation ayant lieu dans le milieu extérieur, aquatique.

Reproduction sexuée : Reproduction permettant la formation d'un nouvel individu en faisant intervenir deux individus de sexe opposé, produisant des gamètes et menant à une fécondation.

Reproduction asexuée : Reproduction permettant la formation d'un nouvel individu, sans intervention d'un deuxième individu.

De manière générale, la reproduction est le processus permettant la création d'un nouvel individu. Chez l'Homme, la reproduction est sexuée avec une fécondation interne. Chez d'autres êtres vivants , la fécondation peut être externe et elle a lieu dans le milieu de vie aquatique.

D'autres êtres vivants créent un nouvel individu sans intervention d'un autre individu. C'est le cas des bactéries, de certains végétaux (comme le fraisier) et de rares animaux (comme les abeilles) : c'est la reproduction asexuée.

Le modèle humain de la reproduction (reproduction sexuée avec fécondation interne) est donc loin d'être le seul modèle ni le plus représenté (les bactéries étant les plus nombreuses sur Terre).