LA TRANSMISSION DE L INFORMATION GENETIQUE

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1 Mis en ligne Page 1 20/04/2010 CHAPITRE 2 LA TRANSMISSION DE L INFORMATION GENETIQUE Nous savons depuis la classe de 4 ème que toutes les cellules de l organisme proviennent des divisions successives de la cellule œuf Dans le chapitre précédent, nous avons appris que le noyau de celles-ci renferme des chromosomes qui sont le support de l information génétique Question 1 : comment les chromosomes de la cellule œuf sont-ils transmis lors de la division cellulaire afin que l information génétique soit conservée? I- Le nombre de chromosomes dans la cellule au cours du développement : Activité 1 : observez les caryotypes 2 et 4 de la page 42 que constatez-vous? Vous pouvez constater que le noyau d une cellule d embryon humain et celui d une cellule d intestin de femme possèdent le même nombre de chromosomes Activité 2 : analysez le résultat de l expérience menée par John Gurdon ; expliquez d après le résultat comment cette expérience montre que l information génétique contenue dans le noyau d une cellule œuf est identique à celle contenue dans n importe quelle autre cellule de l organisme L information génétique portée par les chromosomes des cellules de l organisme est identique car un ovule, dont le noyau est remplacé par celui d une cellule intestinale d un embryon, redonne un individu entier Il est cependant à noter que les caractéristiques du nouvel individu sont celles portées par le noyau du donneur, ici l embryon albinos Bilan : en dehors des gamètes, toutes les cellules de l organisme possèdent le même nombre de chromosomes qui est celui de la cellule œuf dont elles proviennent Le caryotype d un individu est donc conservé au cours de la division cellulaire, c'est-à-dire que le nombre de chromosomes ne varie pas, comme l information génétique qu ils portent II- La division cellulaire et multiplication des chromosomes : Activité 3 : réinvestir ses connaissances (bilan précédent) afin de compléter un schéma expliquant le comportement des chromosomes au cours de la division cellulaire Division cellulaire Cellule 2 provenant de 1 Cellules identiques à la cellule initiale Cellule 1 (initiale) Cellule 3 provenant de 1 Remarque : ne vous fiez qu au code de couleurs et non à la longueur des chromosomes 1

2 Mis en ligne Page 2 20/04/2010 Ainsi voici comment évolue le nombre de chromosomes au sein d une cellule lors de la division cellulaire : 2 1 Cellule 4 1 Cellule 2 Cellule 2 Cellule 5 Cellule 1 (initiale) après multiplication du nombre de chromosomes 2 1 Cellule 6 Cellule 3 Cellule 3 Cellule 7 1 Division cellulaire 1 chromosome 2 Multiplication des chromosomes 2 copies identiques d un chromosome Remarque : ne vous fiez qu au code de couleurs et non à la longueur des chromosomes Bilan : Au cours de la division cellulaire, le nombre de chromosomes est conservé et donc l ensemble de l information génétique Avant chaque division, tous les chromosomes font une copie d eux-mêmes : on aura donc, dans le noyau de la cellule, une copie des 46 chromosomes, les 2 copies identiques étant associées deux à deux Lors de la division cellulaire, les copies de chaque chromosome se séparent pour se répartir dans les nouvelles cellules issues de la cellule initiale Les deux cellules ainsi formées sont identiques entre elles et à la cellule initiale Question 2 : sachant que la division cellulaire est un processus régulier et contrôlé par le programme génétique, que se passe-t-il lorsque celle-ci devient anarchique? Le cancer est le résultat d une prolifération incontrôlée des cellules entraînant la formation de tumeurs (grosseur provenant d une multiplication anormale de cellules) Conclusion : la transmission de l information génétique se fait grâce à la division cellulaire Elle est conservée car les deux cellules obtenues par la division sont génétiquement identiques entre elle et à la cellule initiale 2

3 Mis en ligne Page 3 20/04/2010 CHAPITRE 3 LA DIVERSITE HUMAINE Des parents et leurs enfants se ressemblent mais ils sont tous différents Les enfants présentent seulement certains caractères des parents Et, tous les parents ne présentent pas des caractères tous identiques La reproduction sexuée n est pas une reproduction à l identique Question : comment la reproduction sexuée permet elle d expliquer la diversité humaine? La reproduction sexuée est caractérisée par la fécondation qui est l union entre une cellule sexuelle mâle et une cellule sexuelle femelle Lors de la fécondation, le noyau de l ovule et celui du spermatozoïde se rencontrent pour former une cellule œuf dont nombre de chromosomes est de 46 chez l Homme HYPOTHESE : On peut donc supposer que le nombre de chromosomes présents dans le noyau d un gamète est de 23 Activité 1 : les caryotypes possibles des gamètes a- C est l étude du document 3 de la page 56 qui permet de valider l hypothèse b- Par une expérience toute simple, cherchons le nombre de caryotypes possibles pour un spermatozoïde et pour un ovule - prenez deux feuilles de papier calque et dessinez sur chaque moitié un spermatozoïde - faite de même sur l autre feuille pour un ovule Attention, dessinez en premier un spermatozoïde (voir modèle ci-dessous) et représentez les chromosomes ( ) et l emplacement du complémentaire ( ) Numérotez les chromosomes de 1 à 23 Spermatozoïde Ovule A faire 2 fois A faire 2 fois Chromosome Chromosome complémentaire Faites ensuite le second spermatozoïde à l identique du premier en le décalquant Utilisez enfin le modèle de spermatozoïde pour faire les deux ovules sur l autre feuille calque (attention à la forme) Quand vous superposez le calque d un spermatozoïde avec celui d un ovule, les deux chromosomes 1, par exemple, doivent être côte à côte (il en est de même pour les 22 autres) c- armez vous d une pièce de monnaie et de 2 feutres de couleurs différentes d- à pile vous attribuerez une couleur et à face l autre (exemple : pile c est vert et pour face c est rouge) 3

4 Mis en ligne Page 4 20/04/2010 e- procédez au premier tirage qui déterminera la couleur au premier chromosome ; coloriez-le selon le tirage de la couleur prévue Les 22 autres tirages détermineront les couleurs à attribuer aux 22 autres chromosomes f- faites ceci pour le second spermatozoïde puis pour les deux ovules g- analysez les résultats obtenus pour chaque spermatozoïde et ovule Bilan : les tirages au sort à l aide de votre pièce de monnaie ont simulé la répartition au hasard des chromosomes de chaque paire lors de la formation des gamètes Si vous comparez les caryotypes que vous avez obtenus (spermatozoides et ovules) vous constatez qu ils sont tous différents A noter que vous n avez travaillé que sur deux chromosomes (2 couleurs) alors imaginez-vous ce que vous obtiendriez en travaillant sur les 23 chromosomes du gamète! Vous savez, depuis le chapitre 1, que les chromosomes portent des gènes qui possèdent un ou plusieurs allèles ; si la répartition des chromosomes est aléatoire, il en est bien évidemment de même pour les allèles qu ils portent Activité 2 : la fécondation a- rassemblez les caryotypes des spermatozoides et ceux des ovules b- superposez au hasard un caryotype de spermatozoïde et un caryotype d ovule c- procédez de même avec les 2 autres et comparez les résultats Bilan : en prenant au hasard les caryotypes d un ovule et d un spermatozoïde il existe un très grand nombre de caryotypes différents pour la cellule œuf formée On peut donc en déduire que lors de la fécondation, spermatozoides et ovules se rencontrent au hasard et que ces derniers participent à la transmission de l information génétique ; pour chaque paire de chromosomes d un nouvel individu, 1 chromosome vient du père (apporté par le spermatozoïde) et un vient de la mère (apporté par l ovule) Conclusion : chaque cellule reproductrice contient, dans son noyau, 23 chromosomes C est grâce à la fécondation que se rétablit dans la cellule œuf le nombre de chromosomes qui caractérise l espèce humaine : 46 Chaque individu issu de la reproduction sexuée possède donc un programme génétique qui le rend unique C est le double effet du hasard (répartition des chromosomes et rencontre des gamètes), qui permet donc d expliquer la diversité des individus 23 chr + 23 chr = 46 chr Gamète Mâle Gamète Femelle Cellule œuf de l espèce humaine FECONDATION 4

5 Mis en ligne Page 5 20/04/2010 PARTIE 2 RISQUES INFECTIEUX ET PROTECTION DE L ORGANISME 5

6 Mis en ligne Page 6 20/04/2010 Chapitre 1 L HOMME FACE AUX MICROORGANISMES L être humain évolue dans un environnement peuplé de nombreux micro-organismes Nombre d entre-eux peuvent être à l origine de maladies Question 1 : comment les micro-organismes sont-ils à l origine de maladies? I- La diversité des micro-organismes : Activité 1 : les microorganismes Comme leur nom l indique ce sont des organismes qui ne peuvent être observés que par microscopie Les documents des pages 74 et 75 montrent des exemples de micro-organismes (virus, bactéries) Les microorganismes sont présents partout dans notre environnement : l eau, l air, le sol, les aliments et dans les cavités de notre organismes qui communiquent avec l extérieur (tube digestif par exemple) Certains sont inoffensifs mais d autres sont responsables de maladies II- De la contamination à l infection : 1- la contamination : Activité 2 : annoter un schéma en indiquant les différentes zones de contact possibles entre les microbes et notre organisme Les microbes sont présents en permanence dans tous les milieux de notre environnement et cependant, nous ne sommes pas souvent malades a- indiquez par des flèches sur le schéma simplifié «des barrières naturelles de l organisme» les différentes voies d entrées possibles des micro-organismes dans le corps humain (communiquer) b- l extérieur du corps est recouvert par la peau et les surfaces internes sont recouvertes par les muqueuses Indiquez sur le schéma et par deux couleurs différentes la peau et les muqueuses et légendez (communiquer) c- indiquez sur le schéma le nom des différentes muqueuses ; par exemple la muqueuse digestive est celle qui tapisse l intérieur du tube digestif (communiquer) d- peau et muqueuses délimitent le milieu intérieur de l organisme Coloriez en jaune le milieu intérieur et légendez Milieu intérieur Muqueuse Peau 6

7 Mis en ligne Page 7 20/04/2010 Différentes voies d entrées possibles : Muqueuse : respiratoire, digestive, de l appareil urinaire, génitale Milieu intérieur : situé entre la peau et les muqueuses Activité 3 : tirer des informations de textes afin de construire un tableau regroupant les différents moyens de contamination de l organisme Pour chaque microbe, vous indiquerez comment il contamine, quelle barrière il franchit et la maladie qu il provoque (Raisonner) Activité 4 : tirer des informations de texte et utiliser son vécu afin de citer les mesures permettant d éviter la contamination des aliments a- donnez les conditions de multiplication de la bactérie responsable de la listériose (s informer) b- expliquez comment certaines rillettes ont pu être la cause de l intoxication alimentaire (raisonner) c- citez les règles d hygiènes qu il faut, selon vous, respecter lors de la fabrication d un aliment et de la conservation de celui-ci (raisonner) d- expliquez l intérêt de la date limite de consommation inscrite sur les emballages des denrées (raisonner) e- justifiez l importance de se laver les mains avant de manger Activité 5 : tirer des informations de textes afin de comprendre comment les maladies sexuellement transmissibles peuvent être évitées a- définir ce qu est une IST (s informer) b- précisez dans quel cas un rapport sexuel peut être à l origine d une IST (raisonner) c- expliquez le rôle du préservatif dans la prévention des IST (raisonner) La méningite cérébro-spinale La méningite cérébro-spinale, contre laquelle une campagne de vaccination sans précédent a commencé hier dans le puy de Dôme, est une maladie redoutable qui affecte principalement les collectivités d enfants et de jeunes adultes Encore appelée méningite à méningocoques, du nom de la bactérie qui l occasionne, la méningite cérébro-spinale est une atteinte infectieuse des méninges (les enveloppes du cerveau et de la moelle épinière) Après une incubation de trois à sept jours, elle se manifeste par une fièvre et un syndrome méningé, associant maux de tête, vomissements, raideur douloureuse de la nuque et sensation pénible à la lumière Le traitement, qui est une urgence hospitalière, repose sur des antibiotiques La maladie se propage par les sécrétions et gouttelettes de salive qui peuvent être émises jusqu à 90 cm de distance par les malades ou les «porteurs sains», des personnes qui hébergent le germe sans développer la maladie Elle connaît des périodes de recrudescence, notamment un pic automno-hivernal en France D autres germes peuvent être à l origine de méningites (pneumocoques, haemophilus influenzae de type B chez l enfant notamment, listéria, l agent de la tuberculose et enfin divers virus On compte environ 500 cas de méningites par an en France, dont 100 de méningite C, selon le directeur général de la santé, Lucien AbenhaÏm Paru dans la Liberté de l Est La listériose La listériose vient à nouveau de frapper Six personnes ont été contaminées en France (Ardèche, Finistère, Loire- Atlantique, Var, Vendée) Bilan : 2 morts, une personne âgée et un nouveau-né infecté in-utéro Ces 6 cas ont été attribués à la consommation de charcuteries et de fromages contaminés Les examens microbiologiques effectués par l Institut Pasteur ont en effet confirmé que les souches de Listéria retrouvées chez ces patients sont identiques Après mise en cause de la société C, l enquête s oriente aujourd hui vers un problème de maîtrise de la chaîne du froid entre la sortie des produits de l usine et l installation dans les rayons Les produits incriminés ont été retirés de la vente L Institut de veille sanitaire recommande donc aux personnes qui auraient consommé les produits impliqués et qui présenteraient des signes cliniques pouvant évoquer une listériose (fièvre isolée ou accompagnée de maux de tête) de consulter leur médecin traitant Tout produit douteux doit être rapporté aux points de vente L express en lignefr 7

8 Mis en ligne Page 8 20/04/2010 Episode épidémique en France Années Nombre de patients Aliments incriminés Charcuterie : langue de porc en gelée Charcuterie : rillettes Fromage à pâte molle : brie Fromage à pâte molle : pont l évêque, livarot Fromage à pâte molle : époisses Contamination des produits : les produits les plus sensibles sont ceux qui peuvent favoriser la croissance des Listéria, qui ont une durée de vie longue et qui peuvent et qui peuvent être consommés sans être chauffés (produits laitiers, charcuterie et produits de la pêche) Environ 10% des aliments sensibles sont contaminés à la distribution Multiplication de la bactérie : elle se développe à la température du réfrigérateur, survit par la cuisson Elle se multiplie entre 2 C et 45 C avec un optimum entre 30 C et 37 C Les IST ne sont pas une fatalité Aujourd hui, les infections sexuellement transmissibles (IST) connaissent une importante progression Il ne faut en aucun cas les prendre à la légère car si elles ne sont pas traitées rapidement, certaines peuvent devenir graves Transmises notamment par les contacts sexuels et génitaux, les IST sont des maladies extrêmement contagieuses qui sont dues à des microbes, bactéries, virus ou champignons Un seul rapport peut suffire à vous contaminer Les IST peuvent être transmises à votre bébé si vous êtes enceinte et les conséquences sur sa santé sont souvent graves Certaines passent inaperçues chez les femmes Vous et vos partenaires sexuels devez impérativement vous faire traiter dans les plus brefs délais au risque de séquelles parfois dangereuses Deux IST particulières : Le SIDA et l hépatite B Le sida et l hépatite B se transmettent lors de rapports sexuels non protégés et par le sang Ces deux maladies sont redoutables pour votre santé L hépatite B est la seule IST qui dispose d un vaccin permettant de l éviter Faites-vous donc vacciner, car c est votre meilleure protection Pour le Sida, il n existe aucun vaccin pour le moment L usage du préservatif est donc impératif Site doctissimofr Correction activités Activité 3 : tableau construit et complété (s informer et raisonner) MALADIES MENINGITE LISTERIOSE SIDA HEPATITE B Méningocoques (bactérie), divers bactéries et virus Listéria (bactérie) Virus (VIH) Virus Micro-organismes responsables Modes de contamination Sécrétions et gouttelettes de salive projetées dans l air Consommation de charcuteries et de fromages contaminés - Rapport sexuel non protégé avec une personne porteuse - Contact avec du sang contaminé (seringue) Barrière naturelle franchie Muqueuse respiratoire Muqueuse digestive Muqueuse génitale/ peau Activité 4 : (s informer et raisonner) a- la bactérie responsable de la listériose se multiplie entre 2 C et 45 C b- les rillettes contenaient un grand nombre de bactéries car elles ont mal été conservées (rupture de la chaîne du froid) c- Il faut respecter des conditions d hygiène strictes : le personnel doit porter une tenue dépourvue de microbes, blanche et changée tous les jours ; elle se compose d une coiffe, d un masque d une blouse et d un pantalon, de gants et de bottes afin d éviter d introduire des microbes au moment de la fabrication ou de la manipulation des produits Le produit doit être strictement conservé au réfrigérateur afin de ne pas rompre la chaîne du froid qui serait favorable au développement des microbes d- Les microbes se multiplient même à la température du réfrigérateur, il faut donc consommer le produit avant qu ils soient trop nombreux e- Le lavage minutieux des mains avant de manger est très importants car il faut détruire les microbes, invisibles, qui se retrouvent sur les mains à la suite de contacts avec divers objets de l environnement ; ce lavage a pour but d éviter d introduire dans le tube digestif des aliments contaminés par nos mains 8

9 Mis en ligne Page 9 20/04/2010 Activité 5 : a- une MST est une maladie dont le mode de contamination se fait au cours d un rapport sexuel On parle aussi d une IST qui est une Infection Sexuellement Transmissible b- Le rapport sexuel n est contaminant que si l un des partenaires est déjà contaminé et s il a lieu sans préservatif c- Le préservatif est une barrière artificielle qui empêche les bactéries et les virus de passer d un individu contaminé à un individu sain lors d un rapport sexuel ; il ne doit pas être endommagé car les microbes pourraient passer Il est aussi à usage unique pour ne pas transmettre les microbes Bilan : la peau et les muqueuses qui tapissent les cavités de l organisme constituent des barrières naturelles qui le plus souvent empêchent les microbes de pénétrer Lorsque les microorganismes parviennent à franchir ces barrières, ils se retrouvent dans le milieu intérieur : c est la contamination Ils se transmettent d un individu à l autre (eau, air, sang, aliments) mais aussi lors de rapports non protégés Dans l industrie alimentaire, les hôpitaux et à la maison, les microbes se multiplient rapidement dès que les conditions (température, nourriture, humidité) leurs sont favorables Nous pouvons limiter les risques de contamination par la pratique de l asepsie et le respect des règles d hygiènes (lavage des mains, désinfection des plaies à l alcool ) Les IST peuvent être évitées par l utilisation de préservatifs Asepsie : méthode préventive visant à empêcher une contamination en évitant tout contact avec les micro organismes Milieu extérieur Milieu intérieur Peuvent se retrouver dans le sang, la lymphe Bactéries Virus CONTAMINATION Cellule hôte infectée Mort de la cellule hôte INFECTION = Augmentation du nombre de microorganismes Réaction inflammatoire locale, fièvre, douleurs, gonflement des ganglions lymphatiques STOP ASEPSIE- PRESERVATIF ANTIBIOTIQUE 9

10 Mis en ligne Page 10 20/04/ L infection : Activité 1 : s informer et raisonner à partir d un texte afin de comprendre ce qu il se passe après la contamination Soulignez dans le texte le groupe de mots expliquant le comportement des microorganismes après la contamination (Communiquer) «Les épidémies de la grippe sont fréquentes tous les hivers Le virus de la grippe espagnole s est répandu rapidement en 1918 tout d abord en Europe puis dans le monde entier Dès la contamination, le virus se multiplie en se fixant sur des cellules de la trachée et des bronches ; une forte fièvre apparaît, des courbatures et des maux de tête Le système respiratoire est atteint et les ganglions du cou gonflent et deviennent douloureux» Activité 2 : analyser d un graphique afin de comprendre pourquoi les microorganismes se multiplient Expérience réalisée : on peut placer des microorganismes dans des conditions favorables à leur développement dans des milieux de cultures à l extérieur du corps Le milieu doit être approprié à chaque type de microorganismes que l on veut étudier Une bactérie peut se diviser en deux toutes les 20 minutes dans des conditions optimales (présence de nourriture suffisante, température voisine de 37 C) Le graphique ci-dessous rend compte des résultats obtenus pour une culture de bactéries a- donnez un titre au graphique (s informer) b- indiquez comment évolue la quantité de microorganismes (s informer) c- expliquez cette évolution (raisonner) d- calculez le nombre de descendants d une bactérie en 5 heures sachant qu une bactérie se divise en 2 toutes les 20 minutes (raisonner) Méthodologie : raisonnement scientifique pour l analyse de documents, résultats d expériences : 1- constater (d après le document) 2- justifier le ou les constats (on donne des valeurs) 3- conclure (je peux en déduire que ) Il s agit du même type de raisonnement qu en math ; contrairement à cette matière, qui s appuie sur l utilisation de théorèmes (d où le «je sais que»), en SVT vous découvrez des phénomènes au travers l étude de documents, de résultats d expériences, c est pour cela que l on dit «je constate que» Il faut justifier vos propos en donnant des valeurs (sans oublier les unités) ou des groupes de mots En math comme en SVT vous achevez votre raisonnement en concluant : «donc» (math) et «je peux en déduire que» (SVT) a- Evolution de la quantité de bactéries en fonction du temps b- On constate que la courbe se décompose en 3 phases : La première phase va du début de la mise en culture à 1h45 ; au cours de cette phase la quantité de bactéries reste constante : elle est de 1ua (justification de votre constat) ; je peux donc en déduire que les bactéries ne se divisent pas La seconde débute à 1h45 et s achève à 6 heures; je constate que la courbe est croissante ; en effet, la quantité de bactéries passe de 1ua à ua Je peux donc en déduire que cette croissance est due à la division des bactéries et donc à l augmentation du nombre d individus La dernière débute à 6 heures et s achève à 14 h ; je constate que la courbe est constante ; en effet, la quantité de bactéries reste à ua Je peux donc en déduire que les bactéries ont cessé de se diviser 10

11 Mis en ligne Page 11 20/04/2010 c- Après une phase de stagnation, les bactéries se divisent sans doute parce qu elles sont dans un environnement favorable Ce développement cesse après quelques heures ce qui pourrait s expliquer par un milieu moins propice à leur développement d- Nous savons d après l énoncé qu une bactérie se divise en deux toute les 20 minutes : donc à partir d une bactérie, on obtient deux bactéries au bout de 20 minutes Pour trouver le nombre de bactéries dans le milieu au bout de 5 heures, il faut déterminer combien de fois il y a 20 minutes dans 5 heures Il y a 15 fois 20 minutes en 5 heures Sachant que toutes les 20 minutes le nombre de bactéries double, il y aura : 2 15 bactéries soit bactéries Ces microorganismes seront apparues en 5 heures et ce à partir d une seule bactérie présente initialement dans le milieu IMPRESSIONNANT NON!!! Activité 3 : comprendre un schéma expliquant le mode d action d un virus (Raisonner et communiquer) a- Pour se multiplier, le virus a besoin d infecter une cellule de l organisme appelée cellule hôte b- Il se fixe sur la membrane de cette cellule c- Fait pénétrer son matériel génétique l intérieur de celle-ci d- La cellule produit toutes les pièces constituant le virus y compris le matériel génétique e- Une fois le virus reconstitué, les virus ressortent de la cellule par bourgeonnement Bilan : après la contamination du milieu intérieur, les microorganismes, qui se retrouvent dans des conditions favorables, prolifèrent L infection se manifeste par une douleur (réaction locale inflammatoire), gonflement des ganglions lymphatiques et parfois par de la fièvre Contrairement aux bactéries, les virus ont besoin, pour proliférer, d infecter une cellule hôte Conclusion : pour être à l origine de maladies, les microorganismes doivent contaminer un organisme puis l infecter 11

12 Mis en ligne Page 12 20/04/2010 Chapitre 2 LES MOYENS PERMETTANT A L ORGANISME DE LUTTER CONTRE LES MICROORGANISMES En partageant vos expériences personnelles et vos connaissances avec votre entourage (amis, parents), vous constaterez qu il existe deux moyens pour l organisme de lutter contre les microorganismes qui l ont envahi : - grâce à des médicaments comme les antibiotiques, - l organisme peut se débrouiller tout seul en utilisant des cellules spécialisées Question 1 : comment les antibiotiques permettent-ils à notre organisme de lutter contre l infection? Activité 1 : tirer des informations de documents, les mettre en relations afin de comprendre comment agissent les antibiotiques sur les microbes Lisez les documents 1,2 et 3 p 78 (compléments d informations) Etudiez les documents 5, 6 et 7 p 79 et répondez aux questions 4, 5 p 79 et en fin vous préciserez si les antibiotiques permettent de lutter contre les virus a- doc 5 : découverte de la pénicilline, le premier et le plus célèbre des antibiotiques b- doc 7 : il s agit d un antibiogramme : boîte de Pétri (voir en classe) dans laquelle se trouve un milieu gélifié où sont présentes des bactéries ; on dispose à la surface du milieu des disques (pastilles) de papier imprégnés d antibiotiques (1 disque = 1 antibiotique) Le but de l antibiogramme est de tester la sensibilité de la bactérie à un antibiotique (ou plusieurs) L absence de développement de bactéries autour du disque indique que les bactéries ne se sont pas développées Selon le diamètre de cette zone, on dira que la bactérie est sensible ou très sensible ; l absence de cette zone indique que les bactéries sont insensibles à l antibiotique qui n a donc aucun effet sur elle c- doc 6 : il existe deux types de pharyngites : l une d origine virale (virus) et l autre d origine bactérienne D après ce document vous constatez que les antibiotiques ne sont actifs que sur les bactéries et non sur les virus d- question 4 : il permet de lutter contre des bactéries pathogènes (qui provoquent des maladies) Ils permettent de lutter contre les infections d origine bactérienne e- question 5 :l antibiotique qui est le plus efficace contre la bactérie présente dans le milieu est le D car la zone autour de la pastille est plus grande f- Les antibiotiques ne sont efficaces que contre les bactéries Sur les virus, ils n ont aucun effet 12

13 Mis en ligne Page 13 20/04/2010 Milieu contenant des bactéries Bactéries insensibles à l antibiotique B Pastille + antibiotique C Absence de développement bactérien G Bactéries sensibles à l antibiotique A D F Bactéries peu sensibles à l antibiotique E UN ANTIBIOGRAMME Bilan : Si la contamination ne peut être évitée, il faut agir contre l infection en utilisant un antibiotique approprié (efficace) afin de stopper la prolifération des bactéries Les antibiotiques sont inefficaces contre les virus Question 2 : comment l organisme lutte-t-il contre l infection? Voici les résultats de 2 analyses de sang : l une d une personne atteinte d une infection et l autre d une personne saine (non malade) Analyse de sang Personne atteinte d une infection (nombre de cellules/mm 3 de sang) Personne non malade (nombre de cellules/mm 3 de sang) Hématies (globules rouges) 4,7 millions 4 à 5,4 millions Leucocytes totaux (globules à 9000 blancs) Phagocytes (catégorie de globules blancs) Plaquettes (interviennent dans la coagulation du sang) à à Globule blanc = leucocyte On constate que chez la personne atteinte d une infection à son nombre de globules blancs est plus important que celui de la personne non malade 13

14 Mis en ligne Page 14 20/04/2010 Hypothèse : ce sont les globules blancs qui permettent à l organisme de lutter contre l infection? 1- les cellules sanguines : Activité1 : observer une préparation microscopique d un frottis de sang et dessiner des cellules sanguines 2- une réaction rapide de l organisme face à l infection: Activité 1 : tirer des informations de documents et les mettre en relation afin de réaliser un schéma montrant les différentes étapes de la réaction rapide de l organisme lors d une infection Pistes : lisez les pages 88 et 89 et répondez aux questions 3 et 4 de la page 89 Question 3 et 4 : une cellule immunitaire est une cellule du sang qui intervient dans les réactions immunitaire (réaction de défense de l organisme contre l infection), la destruction des bactéries stop l infection Bactérie 1 Barrière naturelle : peau ou muqueuse Milieu extérieur 2 Milieu intérieur Phagocyte = cellule immunitaire = globule blanc Noyau du phagocyte contamination 2- infection 3- le phagocyte se rapproche de la bactérie 4- début de la réaction immunitaire rapide 5- le phagocyte englobe la bactérie et la digère 6- le phagocyte a digéré la bactérie et rejette les débris Débris issus de la digestion de la bactérie 5 6 Elimination des débris des bactéries : arrêt de l infection Débris 14

15 Mis en ligne Page 15 20/04/2010 LES DIFFERENTES ETAPES DE LA PHAGOCYTOSE Bilan : Parmi les globules blancs présents dans notre sang, il existe une catégorie de cellules immunitaires appelée phagocytes ; ces cellules capturent et digèrent tous les microorganismes sans distinction; leur réaction d élimination est rapide et permet le plus souvent de stopper rapidement l infection Très souvent, les réactions de phagocytoses sont insuffisantes pour stopper l infection ; face à cela, des réactions immunitaires lentes, mais efficaces, se mettent en place En quoi consistent-elles? 3- les réactions lentes de l organisme : Activité 3 : tirer des informations de documents et les mettre en relation afin de comprendre ce qu est une réaction immunitaire lente et d en résumer, par un schéma, les différentes étapes Piste : 1- étudiez les documents des pages 90 et 91 Répondez aux questions 1 à 3 p 91 Question 1 : les ganglions lymphatiques gonflent car c est à ce niveau que se multiplient les lymphocytes, une autre catégorie de globules blancs qui intervient dans les réactions immunitaires lentes Question 2 : Tous les organes du système immunitaires (notamment les ganglions lymphatiques) sont reliés entre eux par des vaisseaux sanguins et lymphatiques Comme les virus, les bactéries et les lymphocytes circulent dans le sang et la lymphe, ils sont emmenés à se rencontrer au niveau de ces organes du système immunitaire Question 3 : a- la reconnaissance de l antigène par le lymphocyte est importante car le lymphocyte devient spécifique de l antigène avec lequel il est entré en contact Pour chaque antigène rencontré, il y a un type de lymphocyte qui lui est spécifique b- lorsque un lymphocyte entre en contact avec une bactérie, une reconnaissance spécifique de l antigène se fait ; ceci induit une multiplication des lymphocytes de même spécificité, qui détruiront les bactéries 2- étudiez les documents 2, 3 et 4 pages 92 et 93 Répondez aux questions 2 à 4 p 93 Question 2 : on constate que les deux courbes ont la même allure : elles ont croissantes puis décroissantes après avoir atteint un maximum Quand il y a augmentation du nombre de lymphocytes B, il y a augmentation du nombre d anticorps ; en effet, au début de l infection, le nombre de lymphocyte B et le nombre d anticorps sont nuls alors qu après 2 mois leurs nombre est de 310 ua pour les anticorps et les lymphocytes B (justification voir méthode) On observe aussi que lorsqu il y a diminution de nombre de bactéries, il y a aussi diminution du nombre d anticorps et du nombre de lymphocytes Question 3 : on peut donc en déduire que les lymphocytes permettent d éliminer les bactéries spécifiquement en produisant des anticorps spécifiques des antigènes portés par la bactérie Question 4 : Dans le cas d une infection due aux virus, il ne s agit plus des lymphocytes B qui permettent de lutter contre l infection mais les lymphocytes T ; ces derniers ne produisent pas d anticorps car ils détruisent directement la cellule hôte infectée par contact 15

16 Mis en ligne Page 16 20/04/2010 Noter les définitions des pages 91 et 93 Schéma bilan résumant les réactions immunitaires lentes : production et action des anticorps Bactérie Antigène Extrémité de l anticorps de forme complémentaire de celle de l antigène Anticorps 1 Lymphocyte B 2 3 Elimination des agents pathogènes et arrêt de l infection 4 16

17 Mis en ligne Page 17 20/04/ : reconnaissance de l antigène présent sur la bactérie par un lymphocyte B 2 : phase de prolifération des lymphocytes spécifiques des antigènes présents sur la bactérie (la spécificité se remarque par la complémentarité entre la forme de l antigène et celle des extrémités de l anticorps 3 : production par les lymphocytes B d anticorps spécifiques de l antigène 4 : neutralisation de la bactérie par la fixation des anticorps sur les antigènes et destruction par phagocytose Bilan : une seconde réaction immunitaire a lieu lorsque les phagocytes n arrivent pas à enrayer l infection ; il s agit d une réaction immunitaire plus lente qui fait intervenir un autre type de globules blancs : les lymphocytes T et les lymphocytes B Ces derniers interviennent dans des réactions dites spécifiques basées sur la reconnaissance des antigènes présents à la surface des microorganismes Peu à peu, des anticorps spécifiques et dirigés contre les antigènes, sont alors produits par ces lymphocytes On dit qu une personne est séropositive lorsque le plasma de celle-ci contient des anticorps ATTENTION, ce terme ne concerne pas seulement les personnes atteintes du SIDA Les lymphocytes T, quant à eux, interviennent dans la lutte contre les virus Question 3 : comment la vaccination permet-elle de lutter efficacement contre l infection? Activité : tirer des informations de documents afin de comprendre l intérêt de la vaccination Analyser les documents des pages 94 et 95 et répondre aux questions 1,2,3,5,6 p 95 Question 1 : l enfant traité par Jenner a survécu car l injection de vaccine l a immunisé contre le virus de la variole ; en effet, la forme de l antigène présent à la surface du virus responsable de la vaccine doit avoir une forme très proche de celui de la variole humaine Le système immunitaire de l enfant a donc été mis en contact une première fois avec l antigène de la vaccine lors de l injection de pus ce qui a permis à l organisme agressé une seconde fois (par l injection du virus de la variole humaine) de réagir plus rapidement Question 2 : D après le graphique 2, on constate que lors de la première injection d antigène X, il y a production d une faible quantité d anticorps X avec un pic obtenu 5 semaines après l injection et une décroissance au-delà : 0 ua dès le début de l injection, un pic à 150 ua après 5 semaines, puis une chute du taux d anticorps jusqu à la seconde injection (à la 8 ème semaine) A la seconde injection de l antigène X associé à un antigène Y, on constate que le taux d anticorps anti-x augmente très rapidement et que le sang de la souris contient un nombre très élevé d anticorps ; son taux chute un peu mais le nombre d anticorps reste encore très important dans le sang de l animal : 0 ua au moment de la seconde injection puis en 1 semaine on note une quantité d anticorps de 1100 ua qui chute et reste constant à 810 ua à partir de la 14 ème semaine Or, contrairement aux anticorps anti-x, on constate que le taux d anticorps anti-y évolue de la même façon que celui des anticorps anti-x lors de première injection de l antigène X On peut donc en déduire que lorsque le système immunitaire d un animal est agressé par un antigène, il réagit En contact une seconde fois avec ce même antigène, l organisme réagit plus rapidement et plus efficacement contre celui-ci en produisant davantage d anticorps qui persisteront longtemps dans le sang 17

18 Mis en ligne Page 18 20/04/2010 Question 3 : on constate d après l expérience que lors de la première injection, les lymphocytes B produisent des anticorps dirigés contre l antigène injecté Le nombre de ces cellules immunitaire est croissant au fil des jours : au second jour, on note 1 millier de lymphocytes B alors qu au 10 ème jours l analyse en révèle 20 milliers Or lors de la seconde injection d antigène, on constate que le nombre de lymphocytes augmente plus rapidement puisqu en 8 jours la quantité de cellules recensées passe de à On peut donc en déduire que ce sont les lymphocytes qui sont, grâce à leur production d anticorps qui persistent dans le sang, sont responsables de la mémoire immunitaire de l organisme Question 5 : la vaccination fait appel à la mémoire immunitaire de notre organisme car après avoir été en contact une première fois avec l antigène atténué, il ne faut que réaliser que quelques injections (rappels) durant une vie pour que la mémoire immunitaire vis-à-vis d un antigène soit entretenue et que l individu soit protégé toute sa vie Question 6 : vacciner une population entière contribue peu à peu à faire disparaître les maladies par exemple la variole en France Bilan : Certains lymphocytes, les lymphocytes mémoires (B et T), sont le support de la mémoire immunitaire de notre corps face aux antigènes portés par les microorganismes Les lymphocytes B, producteurs d anticorps, permettent des réactions spécifiques Antigène- Anticorps, plus rapides et plus efficaces lors d un second contact avec un antigène donné La vaccination permet à l organisme d acquérir une mémoire immunitaire préventive et durable (rappels) vis-à-vis d un antigène donné Milieu extérieur Barrière naturelle A + : activé par la vaccination Phagocytose Détecté par le SI A+ Multiplication des lymphocytes T spécifiques de l antigène A+ Multiplication des lymphocytes spécifiques de l antigène A+ A+ Lymphocytes T et B mémoires Production d anticorps spécifiques des antigènes des virus et bactéries Destruction des cellules infectées par un virus DESTRUCTION DES MICROORGANISMES INFECTIEUX 18

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