PARTIE II : RISQUE INFECTIEUX ET PROTECTION DE L ORGANISME Rappel : L angine correspond à une inflammation aigüe de la gorge d origine infectieuse. Elle se traduit généralement par les maux de gorge et une fièvre. Il existe différents types d angine : Angine rouge Angine blanche Dans les deux cas, l angine peut être due à un virus ou à une bactérie, ce sont des microbes ou micro-organismes. 50% à 90% des angines sont d origine virale, le reste d origine bactérienne. Micro-organisme ou microbe : bactérie ou virus, invisible à l œil nu. Fait nouveau n 1 : La diversité des microbes. Objectif : On cherche à montrer que les microbes sont présents dans notre environnement. Exemple n 1 : Le yaourt. I. Observe le surnageant (= liquide présent à la surface du yaourt) du yaourt au microscope après l avoir coloré au bleu de méthylène. Des bactéries sont présentes dans le surnageant du yaourt : ce sont des lactobacilles ou bactéries lactiques. Elles sont indispensables à la fabrication du yaourt : elles transforment le sucre du lait pour le faire cailler et obtenir la texture du yaourt qui peut être ferme, brassée ou liquide. Bactéries en forme de bâtonnet (ici lactobacilles). Figure 1 : Surnageant du yaourt (x600) Figure 2 : Agrandissement du surnageant du yaourt (x1200) 1
Exemple n 2 : Le roquefort. Figure 4 : Champignon du roquefort (x1200) Figure 3 : Roquefort. Le «bleu» du roquefort est dû à la présence d une moisissure (=champignon), le penicillium, qui donne son goût au roquefort. Bilan : Certains microbes ne sont pas dangereux pour l organisme et sont utilisés pour fabriquer nos aliments, ce sont des microbes non-pathogènes. Exemple n 3 : Le virus de la grippe. Enveloppe Matériel génétique Figure 5 : Virus de la grippe H5N1 simplifié (x400 000) Des microbes sont présents dans l air que nous respirons, parmi eux les virus, dont celui responsable de la grippe. Exemple n 4 : Le staphylocoque doré. Bactéries en forme de boule (ici staphylocoques). Figure 6 : Staphylocoques dorés (x10 000) Sur les objets que nous touchons tous les jours, des bactéries sont présentes, comme les staphylocoques par exemple. Ce type de bactérie est responsable d abcès, de furoncles 2
Bilan : Certains microbes sont dangereux pour l organisme car ils sont responsables de maladies. Ce sont des microbes pathogènes. On a pu mesurer la quantité de microbes dans certains milieux : Milieu Nombre de micro-organismes Eau non potable > 10 000 / ml Air d une pièce 200 à 700 / m 3 Sol Plusieurs millions / g Viande rouge hachée et crue 10 millions / g Salade non lavée 2 millions / g Sur la peau des mains 10 000 à 10 millions / cm 2 Sur le cuir chevelu 10 000 à 100 000 / cm 2 Sur l aine 1 million / cm 2 Fosses nasales 1 000 à 10 000 / cm 2 Gros intestin 1 à 100 milliards / ml Vessie, alvéoles pulmonaires Stérile Sang non contaminé Stérile Bilan : Les microbes se trouvent partout dans notre environnement. Certains sont pathogènes, d autres sont non-pathogènes. Il est important de se laver les mains : - Avant de manger pour éviter que les microbes présents sur nos mains ne contaminent notre nourriture, - Avant d aller aux WC pour éviter que les microbes ne pénètrent dans l organisme par les orifices génitaux, - Après être allé aux WC par mesure d hygiène pour les autres. Bactérie : être vivant unicellulaire, invisible à l œil nu. Selon sa forme, on distingue les bacilles (=forme de bâtonnet) et les coques (=forme de boule). Virus : micro-organisme non vivant, invisible à l œil nu. Microbe non-pathogène : c est un microbe qui ne déclenche pas de maladie. Microbe pathogène : c est un microbe qui peut être responsable d une maladie. Fait nouveau n 2 : Combien de temps un élève de 3 ème a-t-il été malade en moyenne? La moyenne d âge d un élève de 3 ème est de 15 ans, ce qui correspond à 5475 jours. En moyenne, on est malade deux fois par an. Un élève de 3 ème a donc été malade 30 fois depuis sa naissance. En moyenne, lorsqu on est malade, cela dure 5 jours. Un élève de 3 ème est donc malade 10 jours / an, ce qui représente 150 jours de maladie en 15 ans de vie. Donc sur 5475 jours de vie, un élève de 3 ème a été malade en moyenne 150 jours, ce qui représente 2,7% de sa vie. Bilan : Au cours de notre vie, nous sommes plus souvent en bonne santé que malade. 3
Fait nouveau n 3 : Les modes de transmission des microbes. Objectif : On cherche à déterminer les différents modes de transmission des microbes. Maladies Rhume Angine blanche Tétanos Symptômes Eternuements, mal de gorge, nez pris et écoulements, fatigue, fièvre, maux de tête légers Mal de gorge, difficultés à avaler, fièvre, tâches blanches sur les amygdales Douleurs et difficultés à avaler, douleur dans la nuque, blocage de la mâchoire en position fermée, contraction des muscles de la face, transpiration abondante, hyper extension du dos à causes de contractures Rejet d un volume important d eau dans les selles. Mode de transmission des microbes responsables de ces maladies Gouttelettes d éternuement, l air Gouttelettes d éternuement, l air Blessure en contact avec la terre, la poussière, un clou rouillé Diarrhée Aliments mal lavés ou contaminés par des mains sales Conjonctivite Œil rouge, paupières collées, vision diminuée. Eau de la piscine, doigts, serviettes, maquillage Pneumonie Toux, difficultés respiratoires, mucus (=glaires) Bronchite importantes, fatigue, maux de tête Gouttelettes d éternuement, l air Dysenterie Diarrhée mêlées de sang. Eau contaminée Peste Fièvre élevée, frissons, vertiges, malaises, bubons (=très gros ganglions), déshydratation. Puces infectées 1. I. Quels sont les principaux modes de transmission des microbes? Les principaux modes de transmission des microbes sont les éternuements, les blessures ou la consommation d aliments souillés. Microbes responsables de la grippe, du rhume, de la bronchite Figure 7 : Homme en train d'éternuer. Désolée!.. 2. Ra. Quelles précautions faut-il prendre pour éviter une transmission des microbes par les éternuements? Pour éviter la transmission de microbes par les éternuements, il faut éternuer dans un mouchoir ou dans ses mains, jeter le mouchoir et surtout se laver les mains. 4
Bilan : Les éternuements et le contact avec les mains constituent le principal mode de transmission des microbes. Il faut prendre des précautions simples comme utiliser des mouchoirs jetables et se laver régulièrement les mains pour éviter de transmettre les microbes à notre entourage. Comment expliquer que l individu soit si peu malade alors que notre organisme est en contact permanent avec des microbes et que leurs modes de transmission sont nombreux? I. La confrontation permanente entre notre organisme et les microbes. On peut penser que l organisme est naturellement protégé contre les microbes par la peau. A. La peau : une barrière naturelle entre l organisme et les microbes présents dans l environnement. Si cette hypothèse est vraie, alors on prévoit que toutes les surfaces de contact avec le milieu extérieur permettent une protection de notre organisme contre la pénétration de microbes. 5
Objectif : on cherche à montrer que la peau constitue une barrière naturelle qui empêche les microbes de pénétrer dans notre organisme. Poil Vaisseaux sanguins Nerfs Glande sébacée Glande sudoripare Epiderme Derme Couche cornée La peau La muqueuse pulmonaire La muqueuse digestive La muqueuse génitale Figure 3 : Les barrières naturelles de l'organisme. Microbes Cellules ciliées Epiderme Derme Cellules productrice de mucus 6
En se desquamant continuellement, la couche cornée de l épiderme permet d éliminer les microbes présents à la surface de la peau. Les glandes sudoripares sécrètent une sueur acide qui aide à l élimination de certains microbes présents à la surface de la peau. Les cellules superficielles de la muqueuse pulmonaire sécrètent un gel qui emprisonne les microbes qui ont pénétré dans l appareil respiratoire : le mucus. Ce mucus va être expulsé des bronches et bronchioles par les cellules ciliées de l épiderme pulmonaire. Bilan : Les barrières naturelles font obstacle à la pénétration des microbes dans l organisme : - la peau grâce à son épiderme épais sans cesse renouvelé (desquamation) ; - les muqueuses grâce au mucus emprisonnant les micro-organismes, aux mouvements de leurs cils facilitant l élimination du mucus ; - certaines glandes grâce à leurs sécrétions (sueur acide et larmes). Doc d appel : plaie avec pus. Dans le cas d une lésion d une des barrières naturelles de l organisme, il y a un risque d infection. L utilisation de produits antiseptiques (eau oxygénée, Bétadine ) permet de limiter le risque d infection lorsqu il y a une plaie. Antisepsie : ensemble des méthodes utilisées pour limiter l infection d une plaie. Asepsie : ce sont toutes les méthodes utilisées afin d éviter que les microbes de l environnement nous contaminent. Quelle relation existe-t-il entre l infection et la lésion d une des barrières naturelles de l organisme? On peut supposer que les microbes présents au niveau de la barrière ont pénétré dans le milieu intérieur par la lésion. B. La pénétration des microbes dans l organisme lors de lésion des barrières naturelles Si cette hypothèse est vraie, alors on prévoit que le pus qui se forme au niveau de la plaie contient des microbes. 7
1. La formation du pus. Objectif : On cherche à montrer que les microbes pénètrent dans l organisme au niveau d une plaie et qu on les retrouve au niveau du pus qui se forme au niveau de cette plaie. Document 1 : Goutte de pus au niveau d une plaie. Document 2 : Composition des tissus de la peau sans plaie. En absence de plaie, les tissus de la peau sont sans virus, sans bactéries. Quelques rares cellules sont présentes. I. Déterminer la composition du pus. Pour cela, utiliser le document 1 et rédiger votre réponse en une phrase. Le pus est composé de microbes en grande quantité et de cellules mortes. Bilan : Le pus se forme lorsque les microbes parviennent à pénétrer dans l organisme : il est composé de microbes en très grand nombre et de cellules mortes. Contamination : c est lorsque les microbes ont réussi à pénétrer dans notre organisme suite à la lésion d une des barrières naturelles du corps. On peut prévoir que les microbes se multiplient dans notre organisme pour nous infecter. 8
2. Les microbes se multiplient dans notre organisme pour nous infecter. Objectif de connaissance : Objectifs méthodologiques : On cherche à montrer que les microbes se multiplient lorsqu ils ont pénétré dans l organisme. Construire un graphique. Lire un graphique. Rédiger un raisonnement scientifique. On a cultivé des méningocoques (bactéries responsables de la méningite) à 37 C. Les mesures sont présentées dans le tableau suivant : Temps (minutes) Quantité de méningocoques (nombre/ml) 0 15 20 30 40 60 60 120 80 270 100 420 120 600 1. Re. Réalise le graphique de l évolution de la quantité de méningocoques en fonction du temps. Pour répondre, - Respecte la méthodologie pour réaliser un graphique, - Place le temps en abscisse avec pour échelle 1cm = 10min, - Place la quantité de méningocoques en ordonnée avec pour échelle 1cm = 30 méningocoques/ml Construire un graphique Pour construire un graphique, il te faut : - Un crayon gris bien taillé et une gomme, - Une règle, - Une feuille de papier millimétré, - Un tableau de valeurs. Tout doit être fait au crayon gris, il n y a que la courbe et le titre qui peuvent être en couleur à condition que ce soit la même. 9
Etape : Tracer les axes du graphique. Un axe est une droite fléchée qui indique le sens de lecture de la Ordonnée courbe de ton graphique. (à ne pas écrire L axe horizontal porte le nom d abscisse, l axe vertical porte le nom d ordonnée. Pour t en rappeler, souviens-toi que le mot «ordonnée» commence par un «o», c est donc l axe qui pointe vers le haut du graphique. Pour être sûr d avoir un maximum de place, trace les axes contre la marge blanche de ta feuille de papier millimétré. mais à savoir) Abscisse (à ne pas écrire mais à savoir) Etape : Indiquer les grandeurs mesurées au niveau des axes. Indique au bout de l ordonnée la grandeur mesurée. L unité de la grandeur doit être indiquée entre parenthèses. Indique au bout de l abscisse la grandeur mesurée. L unité de la grandeur doit être indiquée entre parenthèses. Il ne faut jamais marquer les mots «ordonnée» et «abscisse» au niveau des axes! Grandeur (unité) Grandeur (unité) Etape : Graduer les axes en respectant l échelle. Généralement, l échelle est indiquée dans les consignes. Il suffit de l utiliser pour graduer chacun des 2 axes. Ex : si l échelle indique 1cm = 30 méningocoques/ml, cela veut dire que 1cm sur l axe du graphique correspond en réalité à 30 méningocoques/ml. Il faut donc graduer l axe de 30 en 30 tous les cm. 60 30 10
Etape : Placer les points. Il faut placer les valeurs présentes dans le tableau afin d obtenir une courbe. Ex 1 : si pour 0 min la quantité de méningocoques est de 15 méningocoques/ml, il faut relier ces deux valeurs sur la feuille de papier millimétré. Il faut placer une croix à l endroit où les deux valeurs se croisent : le premier point est alors placé. Ex 2 : si pour 20 min la quantité de méningocoques est de 30 méningocoques/ml, il faut relier ces deux valeurs sur la feuille de papier millimétré. Il faut placer une croix à l endroit où les deux traits en pointillés se croisent : le second point est alors placé. 60 30 15 0 10 20 30 Ainsi de suite pour tous les couples de points présents dans le tableau. Etape : Tracer la courbe en reliant les points. Relie à la main levée tous les points que tu as placés, de manière à obtenir une droite ou une courbe. Une courbe commence au premier point placé qui n est pas obligatoirement le zéro! Efface tous les traits en pointillés que tu as utilisés. 60 30 15 0 10 20 30 Etape : Donner un titre au graphique. Le titre du graphique doit prendre en compte les grandeurs qui ont été mesurées. Le titre d un graphique est toujours composé de la manière suivante : Evolution de [la grandeur de l ordonnée] en fonction de [la grandeur de l abscisse]. 11
Quantité de méningocoques (nombre/ml) Evolution de la quantité de méningocoques cultivés à 37 C en fonction du temps. Temps (minutes) 12
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REDIGER UN RAISONNEMENT SCIENTIFIQUE Le raisonnement scientifique traduit un certain nombre d étapes qui se suivent dans un ordre logique et chronologique. Les questions de raisonnement que vous aurez à rédiger s appuieront sur un support : des photographies, des résultats d expériences, un graphique Etapes à suivre pour rédiger une réponse à une question de raisonnement : Identifier les mots-clés de la question. Afin d éviter tout hors sujet ou réponse incomplète, il faut cerner les éléments importants de la question posée. Ex : Décris l évolution de la population de méningocoques cultivée à 37 C en fonction du temps. Cette étape ne se rédige pas! Exposer les arguments permettant de répondre à la question. Sans arguments, la réponse est incomplète : il faut toujours prouver ce qu on avance dans un raisonnement scientifique. Si le support est le résultat d expériences, il faut comparer le résultat de chaque expérience avec celui de l expérience témoin pour identifier ce qui a changé. Si le support est un graphique, il faut expliquer l allure de la courbe (est-ce que la courbe augmente? est-ce qu elle stagne? est-ce qu elle diminue?) en citant des valeurs pour le prouver. Voir méthode pour lire un graphique. Attention : la courbe en elle-même ne nous intéresse pas, c est ce qu elle représente qui nous intéresse. Ici dans cet exemple, la courbe traduit l évolution de la population de méningocoques en fonction du temps, c est ça qui nous intéresse! Si le support est une comparaison entre 2 documents, il faut comparer les conclusions de chaque document et les mettre en relation. Cette étape doit être rédigée! Conclure : répondre à la question posée. Comme son nom l indique, une conclusion est faite pour se trouver à la fin de la réponse. Il ne faut donc surtout pas commencer la réponse par la conclusion! La conclusion doit répondre à la question posée. Cette étape doit être rédigée! 14
2. I. Décris l évolution de la population de méningocoques cultivée à 37 C en fonction du temps. Pour répondre, - Respecte la méthode pour lire un graphique, - Respecte la méthode pour rédiger un raisonnement scientifique, - Rédige ta réponse. La population de méningocoques augmente entre 0 et 120 minutes : elle passe de 15 méningocoques/ml à 600. La population de méningocoques à été multipliée par 60 en 2 heures lorsque ces bactéries sont cultivées à 37 C. Vitesse de croissance du Méningocoque en fonction de la température. 3. I. Pour quelle fourchette de température la croissance des méningocoques est-elle maximale? La vitesse de croissance des méningocoques est maximale entre 36 C et 38 C. 4. Ra. Démontre que les microbes se multiplient dès qu ils ont pénétré dans notre organisme. Pour répondre, - Respecte la méthode pour rédiger un raisonnement scientifique, - Rédige ta réponse. La vitesse de croissances des méningocoques est maximale entre 36 et 38 C, ce qui correspond à la température corporelle et ces bactéries voient leur population multipliée par 60 lorsqu elles sont cultivées à 37 C, on en conclue donc que les microbes ont tendance à se multiplier lorsqu ils ont pénétré dans l organisme à 37 C. Bilan : Une fois que l organisme est contaminé, les microbes se multiplient pour nous infecter. Infection : c est lorsque les microbes se multiplient dans l organisme, causant les symptômes de la maladie. 15