Epreuve : SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE Section : 4 ème Sciences expérimentales Date : le 07 / 05 / 2015 Durée : 3 H

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1 Commissariat régionale de L éducation de Ben Arous CORRECTION DE DEVOIR DE SYNTHESE Epreuve : SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE Section : 4 ème Sciences expérimentales Date : le 07 / 05 / 2015 Durée : 3 H PREMIERE PARTIE (0,5 8) : I- QCM (4 points) Pour chacun des items suivants, il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Sur votre copie, reportez le numéro de chaque item et indiquez pour chaque cas la (ou les deux) lettre(s) correspondant(s) à la (ou aux deux) réponse(s) correcte(s). 1) Le plasma de Mr X agglutine les hématies de Mr Y de groupe sanguin [A]. Le groupe sanguin de Mr X est : a) [A] b) [B] c) [AB] d) [O] 2) Le schéma suivant montre les étapes du fonctionnement d une synapse dopaminergique. La cocaïne agit sur : a) l étape (a) b) l étape (b) c) l étape (c) d) l étape (d) 3) Les mastocytes : a) produisent de l histamine b) produisent des IgE c) possèdent des sites de fixation des IgE d) sont des cellules présentatrices de l antigène 4) L augmentation de l activité électrique de l interneurone inhibiteur reliant le centre bulbaire au centre vasomoteur entraine : a) une hypertension b) une accélération du rythme cardiaque c) une baisse de l activité du centre médullaire cardioaccélérateur d) une augmentation de l activité électrique des nerfs pneumogastriques 5) Le document ci-contre représente un schéma d interprétation d une étape essentielle dans la réponse immunitaire. a) La cellule (2) libère l interleukine (IL2) b) La cellule (3) libère l interleukine (IL1) c) la cellule (2) reconnait l antigène associé au HLA I d) la cellule (3) reconnait l antigène associé au HLA II 6) Parmi les substances suivantes, celle(s) qui a (ont) pour effet une diminution de la pression artérielle est (sont) : a) l'acétylcholine b) l'aldostérone c) la noradrénaline d) l'adh (hormone antidiurétique) 7) L évolution de l état de stress : a) comporte toujours 3 phases b) peut comporter deux phases c) met en jeu uniquement un mécanisme endocrinien d) met en jeu un mécanisme nerveux et un mécanisme endocrinien Page 1 sur 8

2 8) Selon l arbre généalogique ci-contre, l enfant qui serait atteint de la maladie hémolytique du nouveau-né est : a) II 1 b) II 2 c) II 3 d) II 4 II- QROC : Dysfonctionnement du système immunitaire (4points) Le document suivant montre les étapes du cycle de VIH (Virus d Immunodéficience Humaine) présentées en désordre. 1) Précisez les cellules cibles possibles (c), le récepteur (r) et l enzyme (e) (0,25 3) Les cellules cibles du VIH (c) : Les LT4 et les macrophages. Le récepteur (r) : récepteur CD4. L enzyme (e) : transcriptase inverse (ou réverse) 2) Décrivez brièvement chacune des étapes de (a) à (f) étapes Description (a) le VIH injecte ses molécules (d ARN et enzymes) dans le cytoplasme de la cellule cible (0,25) (b) intégration (insertion) de l ADN viral dans l ADN de la cellule cible (0,25) (c) assemblage des protéines virales et production des nouveaux virus par bourgeonnement (0,25) (d) fixation du VIH sur les récepteurs membranaires (CD 4 ) de la cellule cible (0,25) (e) synthèse d ADN viral simple brin à partir de l ARN viral grâce à la transcriptase reverse puis la synthèse du brin d ADN complémentaire. (0,5) (f) expression de l ADN viral : transcription de l ADN viral, puis traduction et synthèse des protéines virales aux dépens de LT 4. (0,5) 3) Ordonnez ces étapes selon le déroulement normal du cycle viral L ordre : d a e b f c (0,5) 4) Expliquez comment le VIH entraîne un déficit immunitaire pendant la phase de SIDA déclarée (0,25 3) - Multiplication rapide du VIH pendant la phase de SIDA Page 2 sur 8

3 - Destruction et la chute du taux des LT 4 - Les LT 4 n assurent plus leur rôle immunitaire qui consiste à amplifier les réactions à médiation humorale et cellulaire d où l affaiblissement de la RIMH et la RIMC ce qui explique le déficit immunitaire Deuxième partie (12 points) : A- Immunité (6 points) Dans le but de préciser certaines conditions de la réponse immunitaire spécifique, on réalise les expériences suivantes : Expérience 1 : On injecte à des souris normales et à des souris nudes (nées sans thymus), le virus d Epstein-Barr (EBV) ou l anatoxine tétanique (AT). 15jours après, on effectue chez ces souris des prélèvements de sérum et on recherche les anticorps spécifiques. Le tableau (1) montre les résultats obtenus. Prélèvements Résultats Sérum de souris normales ayant reçues une injection du virus EBV Présence d anticorps anti-ebv Sérum de souris normales ayant reçues une injection d AT Présence d anticorps anti-at Sérum de souris nudes ayant reçues une injection du virus EBV Présence d anticorps anti-ebv Sérum de souris nudes ayant reçues une injection d AT Absence d anticorps anti-at Tableau (1) 1) Exploitez ces résultats en vue de préciser : - Le type de la réponse immunitaire déclenchée contre les antigènes injectés - Une différence entre la réponse immunitaire déclenchée contre EBV et celle déclenchée contre AT. (0,25 4) La présence des anticorps anti- EBV et anti- AT dans le sérum confirme que les souris ont déclenché la production d anticorps spécifiques contre les antigènes injectés L injection de l antigène EBV a déclenché la production anticorps anti-ebv chez la souris normale et chez la souris nude par contre l injection de l AT a déclenché la production d anticorps uniquement chez la souris normale La réponse immunitaire déclenchée contre les antigènes injectés est de type RIMH Le thymus est indispensable dans la RIMH contre l AT et il est non indispensable dans la RIMH contre EBV Expérience 2 : Des lymphocytes B (LB), des lymphocytes T (LT), et des macrophages (M) sont prélevés des ganglions lymphatiques d une souris normale saine puis cultivées en présence du Virus d Epstein-Barr (EBV). Les cultures réalisées et leurs résultats sont indiqués dans le tableau (2). Cultures Résultats Culture 1:M+LB Pas de production d anti-ebv Culture 2: M+LB+EBV Production importante d anti-ebv Culture 3:M+LB+LT+EBV Production importante d anti-ebv Culture 4:M+LT+EBV Pas de production d anti-ebv Culture 5:LB+LT+EBV Production faible d anti-ebv Tableau (2) 2) Exploitez les résultats du tableau (2) en vue de préciser les conditions d une production importante d anticorps anti-ebv Page 3 sur 8

4 La production importante d anticorps anti-ebv est obtenue uniquement dans les cultures 2 et 3 qui contiennent LB + M + EBV en présence ou en absence des LT : La présence des LT est non indispensable L absence de la production d anti- EBV dans la culture 1 contenant uniquement LB et M (0,75) La production importante d anticorps nécessite : Une coopération cellulaire entre les LB et les macrophages La présence de l antigène EBV (0,75) Expérience 3 : On reprend les mêmes cultures de l expérience 2 mais en remplaçant EBV par l anatoxine tétanique comme le montre le tableau (3). Cultures Résultats Culture 1:M+LB+LT Pas de production d anti-at Culture 2: M+LB+LT+ AT Production importante d anti-at Culture 3:M+LB+ AT Production faible d anti-at Culture 4:M+LT+ AT Pas de production d anti-at Culture 5:LB+LT+ AT Production faible d anti-at Tableau (3) 3) Exploitez les données du tableau (2) et (3) en vue de comparer la réponse immunitaire déclenchée contre AT à celle déclenchée contre EBV. D après les tableaux (2) et (3) on a la production des anticorps anti-ebv et anti-at donc les réponses immunitaires déclenchées contre EBV et AT sont de type RIMH (0,5) D après le tableau (3) La production importante d anticorps anti-at est obtenue uniquement dans la culture 2 qui contient de LB + LT + M + AT donc la présence des LT est indispensable : la RIMH contre AT nécessite une coopération cellulaire entre LB, LT et macrophages par contre la RIMH contre EBV nécessite une coopération cellulaire entre les LB et les macrophages. (0,75) Expérience 4 : En vue de mieux préciser le mécanisme de la réponse immunitaire contre l anatoxine tétanique, on reprend la culture 2 de l expérience 3 en utilisant les deux catégories des lymphocytes T (LT 4 et LT 8) Le tableau (4) présente les deux cultures et leurs résultats. Cultures Résultats Culture 2a: M + LB + LT 4 + AT Production importante d anticorps anti-at Culture 2b: M + LB + LT 8+ AT Production faible d anticorps anti-at Tableau (4) 4) Dégagez l information supplémentaire apportée par ces résultats. La production importante d anticorps anti-at est obtenue uniquement en présence des LT 4 donc les LT qui interviennent dans la RIMH contre AT sont les LT 4 On a une coopération cellulaire entre LB, LT 4 et macrophages (0,75) 5) A partir de ce qui précède et vos connaissances, expliquez par un schéma, la phase d induction de la réponse immunitaire contre l anatoxine tétanique. Page 4 sur 8

5 (1,5) B- Régulation de la pression artérielle (6 points) On se propose de préciser certains aspects des mécanismes de régulation de la pression artérielle suite à la variation du volume sanguin. Expérience 1 : On enregistre la fréquence cardiaque, la pression artérielle moyenne et l activité électrique de deux types de fibres efférentes cardiaques (A et B) d un animal, avant et après le prélèvement de 7% du volume sanguin total. Le document (1) montre les résultats obtenus. Page 5 sur 8

6 Document (1) 1) Analysez les résultats de l expérience 1 en vue de préciser : La relation entre la fréquence cardiaque et la pression artérielle moyenne. Le type et le rôle de chacune des fibres A et B * Avant le prélèvement de 7% du volume sanguin, la fréquence cardiaque et la pression artérielle moyenne sont constantes et normales égales respectivement à 60 batt/min et 10 cm Hg. Les fibres A et B présentent une fréquence des PA normale : une activité électrique normale. * Le prélèvement de 7% du volume sanguin entraîne une baisse de la pression artérielle de 10 a 2 cm Hg suivie par une augmentation de l activité électrique de la fibre A et une diminution de l activité électrique de la fibre B, suivie d une augmentation progressive de la fréquence cardiaque de 60 à 120 batt/min. Le maintient d une fréquence cardiaque élevée est accompagnée d un rétablissement progressif de la pression artérielle initiale suivi d un rétablissement de la fréquence cardiaque normale et des activités électriques normales La des fibres A et B. (1,5) Le prélèvement de 7% du volume sanguin entraîne une baisse de la volémie et une hypotension qui déclenche par un mécanisme réflexe, l`accélération du rythme cardiaque. L`accélération du rythme cardiaque corrige l`hypotension provoquée. (0,5) Page 6 sur 8

7 Rôles des fibres : Analyse L`augmentation de l activité électrique de la fibre «A» entraîne une augmentation du rythme cardiaque et une augmentation de la pression (0,25) La diminution de l activité électrique de la fibre «B» entraîne une augmentation du rythme cardiaque et une augmentation de la pression (0,25) Déductions La fibre «A» a un rôle cardioaccélérateur et hypertenseur : c est une fibre du nerf orthosympathique cardiaque (0,25) La fibre «B» a un rôle cardio-modérateur et hypotenseur : c est une fibre du nerf parasympathique cardiaque (nerf X) (0,25) Expérience 2 : On mesure la concentration plasmatique d ADH suite à une diminution progressive du volume sanguin. Le document (2) montre les résultats obtenus. 2) Analysez ces résultats en vue de préciser : La relation entre la sécrétion d ADH et la variation de la diurèse. (0,75) La condition de l activation de sécrétion de l ADH (0,75) Lorsque la diminution du volume sanguin est< 10% la concentration plasmatique d ADH et la diurèse sont constantes et normales égales respectivement 5 pmol/l et 20 ml/h. Lorsque la diminution du volume sanguin est 10% la concentration plasmatique d ADH augmente progressivement accompagnée par une diminution progressive de la diurèse. La sécrétion d ADH et la diurèse présentent des variations inversement proportionnelles : L ADH s oppose à la diurèse : L ADH est une hormone antidiurétique 10%. Document (2) La sécrétion d ADH est activée en cas d une diminution de volémie supérieure ou égale à 3) En exploitant les résultats des expériences1 et 2, préciser le ou les mécanismes mis en jeu dans la régulation de la pression artérielle dans les cas suivants : une diminution de 7% du volume sanguin une diminution de 15% du volume sanguin Lorsque Une diminution de 7% du volume sanguin n active pas la sécrétion d ADH (d après le doc 2) mais elle entraine par un mécanisme nerveux, une augmentation du rythme cardiaque pour corriger la pression artérielle (d après le doc 1) Dans le cas d une diminution faible du volume sanguin (7%) La régulation de la pression artérielle fait intervenir uniquement un mécanisme nerveux. (0,75) Une diminution de 15% du volume sanguin entraîne : Page 7 sur 8

8 - Dès la diminution du volume sanguin, une augmentation du rythme cardiaque par un mécanisme nerveux pour corriger la pression artérielle - A partir d une diminution du volume sanguin de 10%, une activation de la sécrétion d ADH qui entraine une diminution de la diurèse pour corriger la pression artérielle. Dans le cas d une diminution importante du volume sanguin (15%) La régulation de la pression artérielle fait intervenir un mécanisme nerveux complété par un mécanisme hormonal. (0,75) Page 8 sur 8