Annal Combine Svt

LYCEE SECONDAIRE BORJ LOUZIR LA SOUKRA – ARIANA

Mardi 4 mars 2014

2013 – 2014

Devoir de Synthèse N° 2 (CORRECTION)

S.V.T.

Durée : 3 heures

ème

4

Coefficient : 4

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mme Mihéla Lajmi

Mr Ahmed Baccar PREMIÈRE PARTIE (8 POINTS) EXERCICE 1 : QCM

4 POINTS Items Réponse(s) correcte(s)

1

2

3

4

5

6

7

8

ac

bd

a

b

ab

c

ad

cd

EXERCICE 2 : QROC : LE TISSU NERVEUX

4 POINTS

1- Légende des documents 1, 2, 3 et 4 : a) Nerf rachidien f) Substance grise

b) Ganglion spinal g) Fibre nerveuse

c) Substance blanche h) Gaine de myéline

d) Racine postérieure i) Axone

e) j)

Racine antérieure Corps cellulaire

2- Les titres des documents 2, 3 et 4, et les éléments essentiels constitutifs de chaque observation : - Doc. 2 : Observation microscopique d’un frottis de moelle épinière prélevé au niveau de la substance blanche. Cette observation montre essentiellement des sections de fibres nerveuses centrales myélinisées sans gaine de Schwann. - Doc. 3 : Observation microscopique d’un frottis de moelle épinière prélevé au niveau de la substance grise. Cette observation montre essentiellement un corps cellulaire présentant plusieurs prolongements cytoplasmiques et quelques fibres nerveuses centrales amyélinisées. - Doc. 4 : Observation microscopique d’un nerf dilacéré. Cette observation montre essentiellement des fibres nerveuses périphériques myélinisées doublées d’une gaine Schwann. 3- Schéma légendé et titré d’une unité de base du système nerveux :

Représentation schématique d’une cellule nerveuse ou neurone Page 1 sur 4

DEUXIÈME PARTIE (12 POINTS) EXERCICE 1 : L’ÉVOLUTION BIOLOGIQUE

4 POINTS

1- Les arguments de l’anatomie comparée d’un membre supérieur humain et d’une nageoire de baleine : a- Les ressemblances : Le membre supérieur humain et la nageoire de baleine, ont le même plan d'organisation osseuse : Ils sont divisés chacun en trois parties et sont faits chacun de 30 os, qui constituent 17 articulations.  Le membre supérieur humain et la nageoire de baleine sont des organes homologues. Cette homologie plaide en faveur d’une filiation entre ces deux mammifères et suggère une origine commune donc un ancêtre commun. b- Les différences : Le membre supérieur humain présente 17 articulations, toutes très mobiles, de l'épaule jusqu'au bout des doigts, alors que celui de la baleine, uniquement l’articulation de l'épaule est mobile, les 16 autres sont tout à fait solidifiées. De plus, la taille et la forme des os est complétement différente.  Le membre supérieur humain montre une complexification au niveau de sa structure et de sa fonction par rapport à celui de la baleine. Cette complexification est due à des mutations en rapport avec l’utilité de l’organe et le mode d’adaptation de l’espèce. 2- Arbre phylogénétique de trois espèces A, B et C : - Le degré de parenté le plus fort existe entre A et C, car il y a moins de différences d’acides aminés (8%) d’où leur ancêtre commun est peu éloigné dans le temps. - Le degré de parenté le moins fort existe entre A et B, car il y a plus de différences d’acides aminés (17%) d’où leur ancêtre commun est plus éloigné dans le temps. - L’arbre phylogénétique correspondant aux espèces A, B et C (document ci-contre) : EXERCICE 2 : NEUROPHYSIOLOGIE

8 POINTS

A) 1- Identification et rôle de la fibre nerveuse et de la structure X : - La fibre nerveuse représentée par le document 1, est une dendrite d’un neurone unipolaire. Son rôle est de véhiculer le message nerveux sensitif du récepteur sensoriel vers la moelle épinière : c’est une fibre nerveuse sensitive afférente. - La structure X est le corpuscule de Pacini (récepteur sensoriel cutané). Il est localisé dans la peau et réagit à la pression (stimulus mécanique). Il intervient dans la sensibilité tactile (ou touché). C’est un récepteur sensoriel mécanique (ou mécanorécepteur) dans lequel naît le message nerveux. 2- Identification et propriétés des phénomènes électriques observés : - La pression P1, P2 et P3 engendre au niveau d’O1 une légère dépolarisation membranaire appelée potentiel de récepteur (PRc) dont l’amplitude croît avec l’intensité de la stimulation. - La pression P1 engendre au niveau d’O1, O2 et O3 un PRc qui se propage sur une courte distance en diminuant d’amplitude en fonction de la diminution de l’intensité du champ électrique créé par la simulation.  Il s’agit d’une transduction sensorielle : conversion de l’énergie mécanique (pression) en signaux électrique (PRc) assurée par le corpuscule de Pacini. Page 2 sur 4

-

-

La pression P2 et P3 engendre au niveau de O2 et O3 un train de PA identiques. Il apparaît lorsque le potentiel membranaire atteint ou dépasse le seuil de dépolarisation de -50 mV, au niveau du site générateur de la fibre nerveuse (1er nœud de Ranvier) car il contient les premiers canaux ioniques voltage dépendant (CVD à Na+ et à K+) : c’est la naissance du message nerveux sensoriel. L’amplitude de ces signaux est d’emblée maximale (+30 mV), quel que soit l’intensité de la stimulation : c’est la loi du tout ou rien. Le train de PA se propage identique à lui-même sans atténuation dans toute la fibre nerveuse. La fréquence de PA est proportionnelle à l’intensité du stimulus. Cette fréquence correspond donc à une information (ou code) sur l’intensité du stimulus.  Le message nerveux sensoriel est codé en modulation de fréquence de PA.

B) 1- Comparaison des enregistrements obtenus en O2 et O3 :

Similitudes Différences

-

PA en O2 PA en O3 Les deux enregistrements présentent la même amplitude Présence d’un potentiel local (PL) - Absence du potentiel local (PL) Absence du temps de latence - Présence d’un temps de latence

2- Calcul de la vitesse de propagation du message nerveux : 𝐯=

∆𝐝 𝐝𝟐 − 𝐝𝟏 = (𝐞𝐧 𝐦𝐬−𝟏 ) ∆𝐭 𝐭𝟐 − 𝐭𝟏

∆𝑑 = 3,2 𝑐𝑚 = 32 𝑚𝑚 ∆𝑡 = 0,4 𝑚𝑠 v=

32. 10−3 = 𝟖𝟎 𝐦𝐬 −𝟏 0,4. 10−3

3- Le mécanisme de propagation du message nerveux le long d’une fibre nerveuse myélinisée (schéma cidessous) :

Le mode de propagation du message nerveux dans la fibre nerveuse myélinisée est saltatoire. Page 3 sur 4

C) Expliquons les mouvements des ions Na+ et K+ en relation avec les phases du potentiel d’action (PA) : - Avant la stimulation (de 0 à 0,5 ms) :  La [Na+] intracellulaire est constante de l’ordre de 50 mmoles/L,  La [K+] intracellulaire est constante de l’ordre de 400 mmoles/L.  Le liquide intracellulaire (LIC) est plus concentré en ions K+ qu’en ions Na+ : c’est un état d’équilibre ionique dynamique entre le LIC et le LEC, caractérisé par un potentiel de repos (PR). -

Au temps t = 0,5 à 1 ms :  La [Na+] augmente de 50 à 85 mmoles/L,  La [K+] reste constante de l’ordre de 400 mmoles/L.  Ce mouvement ionique s’explique par l’entrée d’un flux d’ions Na+ à l’intérieur de la fibre nerveuse à travers les CVD à Na+. Ceci correspond à la phase de dépolarisation de la membrane cellulaire. -

Au temps t = 1 à 2 ms :  La [Na+] diminue légèrement de 85 à 80 mmoles/L,  La [K+] diminue de 400 à 360 mmoles/L.  Ce mouvement ionique s’explique par la sortie d’un flux d’ions Ka+ à l’extérieur de la fibre nerveuse à travers les CVD à K+ et début de sortie de Na+ assurée par la pompe N+/K+. Ceci correspond à la phase de repolarisation de la membrane cellulaire suivie par le début de la phase d’hyperpolarisation. -

Au temps t = 2 à 3 ms :  La [Na+] diminue de 80 à 50 mmoles/L,  La [K+] augmente de 360 à 400 mmoles/L.  Ce mouvement ionique s’explique par la restauration de la composition ionique initiale en Na+ et en K+. Ceci correspond à la phase d’hyperpolarisation et à l’activité de la pompe N +/K+, qui assure le retour à l’état d’équilibre dynamique et au potentiel de repos.

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

AHMED BACCAR SVT

Thème 2 : Génétique

Chapitre 2 : La génétique humaine SÉRIE D’EXERCICES CORRIGÉS EXERCICE 1 (QROC) La fibrose cystique est une maladie héréditaire autosomale récessive. Supposez qu'une femme porteuse saine se marie avec un homme normal. Question : Quel pourcentage leurs enfants auront la maladie ? Montrez votre travail. EXERCICE 2 (QROC) Le daltonisme est une anomalie de la vision entraînant des difficultés à distinguer certaines couleurs. La plupart des daltoniens ont des problèmes à distinguer le rouge et le vert. Cette anomalie est récessive liée au chromosome X. 1- Si une femme est daltonienne ayant des enfants avec un homme normal, quelle sera la probabilité pour que : a- leurs filles soient daltoniennes ? Justifiez votre réponse. b- leurs filles soient porteuses saines ? Justifiez votre réponse. c- leurs fils soient atteints ? Justifiez votre réponse. 2- Si une femme a la vision normale mais son père est daltonien. a- Quelle est la probabilité pour que ses fils soient daltoniens si elle épouse un homme normal ? b- Quels sont les génotypes possibles pour les filles et les fils de ce couple ? EXERCICE 3 (activité 1 page 119 du manuel scolaire) L’arbre généalogique ci-contre, représente la transmission de l’albinisme chez une famille. Le sujet albinos ne peut pas synthétiser la mélanine, pigment brun de la peau et des poils. Sachant que cette maladie est due à la mutation d’un seul gène qui existe sous deux formes alléliques, l’un normal, l’autre muté. 1- Proposez une hypothèse concernant la relation de dominance entre les deux allèles. Argumentez l’hypothèse énoncée. Pour préciser la localisation du gène qui contrôle l’albinisme, on peut envisager les hypothèses suivantes :  Le gène est porté par Y.  Le gène est porté par X.  Le gène est autosomal. 2- Discutez la validité de ces hypothèses et concluez.

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 2 : La génétique humaine EXERCICE 4 (activité 1 page 120 du manuel scolaire) La myopathie de Duchenne est caractérisée par une atrophie et une dégénérescence progressive des muscles. Le malade présente une faiblesse au niveau des muscles de la cuisse et des bras. L’affection musculaire s'aggrave avec l’âge et finit par condamner le malade à la chaise roulante. L’arbre généalogique ci-contre, représente la transmission de cette maladie chez une famille Tunisienne. Cette maladie est gouvernée par un gène qui existe sous 2 versions alléliques, un allèle normal, l’autre muté. On symbolise chacun des deux allèles par une lettre, N pour l’allèle normal et m pour l’allèle muté. Afin de déterminer la relation de dominance entre ces deux allèles et la localisation de ce gène sur les chromosomes on propose les deux hypothèses suivantes :  Le gène est porté par X.  Le gène est autosomal. 1234-

Justifiez que l’allèle de la maladie est récessif. Discutez la validité de chacune de ces hypothèses. Cet allèle peut-il être porté par le chromosome sexuel Y ? Justifiez. On a montré que l’individu II5 ne porte pas l’allèle muté. Exploitez cette nouvelle information pour déterminer la localisation chromosomique du gène.

EXERCICE 5 (activité 1 page 121 du manuel scolaire) Le document ci-contre, représente un arbre généalogique où la polydactylie se manifeste avec une haute fréquence. 1- Proposez une hypothèse concernant la relation de dominance entre l’allèle responsable de la tare et l’allèle normal. Argumentez l’hypothèse énoncée. Afin de déterminer la localisation du gène responsable de la maladie, on envisage les deux hypothèses suivantes :  Le gène est autosomal.  Le gène est porté par X. 2- Discutez la validité de ces hypothèses et concluez.

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 2 : La génétique humaine EXERCICE 6 (activité 1 page 122 du manuel scolaire) L’hypophosphatémie, est une sorte de rachitisme résistant à la vitamine D. L’arbre généalogique illustré cicontre, représente la transmission de cette maladie. Cette maladie est due à la mutation d’un seul gène qui existe sous deux formes alléliques, l’un normal, l’autre muté déterminant le rachitisme. 1- En exploitant les données de l’arbre généalogique, proposez deux hypothèses concernant la relation de dominance entre les deux allèles. 2- On a montré que l’individu III1 est homozygote, déterminez l'hypothèse la plus probable. Deux hypothèses sont émises pour déterminer la localisation du gène de cette maladie :  Le gène est autosomal.  Le gène est porté par X. 3- Vérifiez la validité de chacune des deux hypothèses. 4- Des études statistiques ont montré que l’individu III2 est homozygote. Concluez quant au mode de transmission de cette maladie ? EXERCICE 7 L’arbre généalogique ci-contre, est celui d’une famille dont certains membres sont atteints d’une maladie héréditaire rare l’ostéoarthro-onychodysplasie, entraînant une malformation des os, des articulations et des ongles. 1- Précisez le déterminisme génétique de cette maladie (localisation chromosomique et dominance). Envisagez et discutez toutes les hypothèses. 2- L’analyse de l’ADN par électrophorèse a montré que les enfants sains du couple I1 et I2, sont homozygotes. Laquelle des hypothèses vous paraît la plus probable ? Justifiez votre réponse. EXERCICE 8 L’arbre généalogique ci-contre, est celui d’une famille dont certains membres sont atteints d’une maladie héréditaire. 1- L’allèle responsable de la maladie est-il dominant ou récessif ? Justifiez votre réponse. 2- S’agit-il d’un cas d’hérédité autosomale ou liée au sexe ? Justifiez votre réponse. Page 3 sur 6

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 2 : La génétique humaine 3- Par des techniques de la biologie moléculaire, on sait distinguer par analyse de l’ADN l’allèle normal de l’allèle muté responsable de la maladie. L’ADN du sujet N°2 montre seulement la présence de l’allèle normal. a- Quelle est l’hypothèse confirmée par ces résultats ? b- Déterminez les génotypes possibles des sujets 1, 3 et 5. EXERCICE 9 Un médecin a établi l’arbre généalogique ci-contre faisant apparaître une tare : la myopathie de Duchenne caractérisée par la dégénérescence des muscles conduisant à la mort généralement avant la puberté. 1- L’allèle responsable de la maladie est-il dominant ou récessif ? Discutez alors chaque cas. 2- Déterminez s’il s’agit d’une hérédité autosomale ou liée au sexe ? Justifiez votre réponse. 3- Des analyses génétiques ont montré que le sujet N°1 ne porte que l’allèle normal. Laquelle des deux hypothèses vous paraît la plus probable ? Justifiez votre réponse. Ecrivez alors les génotypes possibles des individus 4, 7, 9 et 10. 4- Comment peut-on expliquer qu’un seul des deux jumeaux 14 et 15 est atteint ? Ecrivez alors leur génotype et celui de leurs parents. EXERCICE 10 Le rachitisme vitamino-résistant hypophosphatémique est une maladie héréditaire rare du récepteur de la vitamine D. Le pedigree ci-contre, est celui d’une famille dont certains membres sont atteints de cette maladie. 1- La maladie est-elle dominante ou récessive, autosomale ou liée au sexe ? Discutez les hypothèses possibles en se basant sur des arguments. 2- Le couple IV1 et IV2 attend un deuxième enfant, les parents craignent qu’il soit atteint comme sa sœur. L’analyse de l’ADN des membres de cette famille par sonde radioactive et électrophorèse montre le zymogramme ci-contre : a- Que peut-on préciser sur le mode de transmission de cette maladie ? Justifiez votre réponse. b- Déterminez alors le génotype probable de la famille IV1 et IV2 avec leurs enfants ainsi que le sexe du fœtus. Page 4 sur 6

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 2 : La génétique humaine EXERCICE 11 Le pedigree du document 1 ci-contre, est celui d’une famille dont certains membres sont atteints d’une anomalie héréditaire dermique. 1- Précisez le déterminisme génétique de cette anomalie (localisation chromosomique et dominance). Envisagez et discutez les 5 hypothèses. Les parents II1 et II2 sont inquiets quant à la santé de leur futur bébé, ils craignent qu’il soit atteint comme sa sœur ou comme son frère. Pour se rassurer, ils consultent un médecin gynécologue, celui-ci prescrit un diagnostic prénatal comportant une amniocentèse suivi d’un caryotype et une analyse de l’ADN pour le fœtus ainsi qu’une analyse de l’ADN des parents et de leurs enfants.

Document 1

Les résultats du diagnostic prénatal et des analyses sont représentés par les documents 2 et 3.

Allèle normal Allèle muté (+) : existe

II1 – –

II2 – +

III1 III2 Fœtus – – – + – + (–) : n’existe pas

Document 2 2- À partir de l’analyse des documents 2 et 3, déterminez le mode de transmission de cette anomalie héréditaire. 3- Les craintes des parents sont-elles fondées ? Justifiez votre réponse. 4- Déterminez alors le génotype probable des parents II1 et II2, des enfants III1 et III2 et du fœtus.

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Document 3

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

Thème 2 : Génétique

Chapitre 2 : La génétique humaine EXERCICE 12 Le document 1 ci-contre, représente une partie d’un arbre généalogique d’une famille dont certains de ses membres sont atteints d’une maladie héréditaire. 1- Précisez le déterminisme génétique de cette maladie (localisation chromosomique et dominance). Envisagez et discutez toutes les hypothèses. 2- Par une technique récente de diagnostic génétique, on a pu déterminer le nombre d’allèles mutés et normaux chez les différents individus de cet arbre généalogique désignés arbitrairement par les lettres A, B, C, D et E. Les résultats obtenus sont portés par le tableau du document 2. a- En analysant les résultats de ce tableau, laquelle des hypothèses proposées dans la réponse à la question précédente, est confirmée par ces résultats ? b- Complétez le tableau du document 3.

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Mardi 21 avril 2015

2014 – 2015

Devoir de Contrôle N° 3 (CORRECTION)

S.V.T

Durée : 2 heures

ème

4

Coefficient : 4

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mr Ahmed Baccar

PREMIÈRE PARTIE (12 POINTS) QCM

4 POINTS Items Réponse(s) correcte(s)

1

2

3

4

5

6

7

8

a

c

d

bc

b

bd

ad

ac

QROC 1 : LE STRESS

4 POINTS

1- Identification de l’organe ou de la substance manquante dans le document : 1) ACTH 2) TSH

3) Médulosurrénale 4) Corticosurrénale

5) Aldostérone 6) Thyroxine

2- Le mode d’action de la noradrénaline et du cortisol dans l’état du stress : - La noradrénaline : C’est un neurotransmetteur libéré par les terminaisons nerveuses des fibres orthosympathiques sur les organes-cible, provoquant les réactions immédiates de la phase d’alarme, tel que :  une accélération du rythme cardiaque et respiratoire,  une élévation de la pression artérielle. - Le cortisol : C’est une hormone sécrétée par la corticosurrénale et agissant sur les organes-cible, provoquant les réactions tardives de la phase de résistance, tel que :  l’hydrolyse des protéines en acides aminés et des lipides en acides gras que le foie transforme en glucose (néoglucogenèse) d’où hyperglycémie,  la synthèse du glycogène par le foie (glycogénogenèse) établissant ainsi les réserves épuisées de l’organisme en glycogène. QROC 2 : NEUROPHYSIOLOGIE

4 POINTS

1- Le potetiel de repos (PR) est dû à la différence de concentration des ions Na+ et K+ entre le liquide extracellulaire (LEC) et le liquide intracellulaire de l’axone (LIC). Le LEC est plus riche en ions Na+ que le LIC, inversement pour les ions K+. Il est exprimé négativement parce que la face externe de la membrane de l’axone (du coté de l’électrode de reférence) est chargée positivement et la face interne (du coté de l’électrode réceptrice) est chargée négativement. 2- Les mécanismes qui permettent de maintenir le PR à sa valeur constante : Le PR est dû à un état d’équilibre ionique dynamique entre le LIC et le LEC, séparés par la membrane plasmique. Cet équilibre est maintenu, grâce à 2 phénomènes de perméabilité membranaire : Page 1 sur 3

-

-

La perméabilité passive (ou diffusion) : Elle est due à la présence de canaux de fuite dans la membrane plasmique, qui sont toujours ouverts et qui sont traversés passivement par les ions Na+ et K+ selon leur gradient de concentration. Entrée d’ions Na+ du LEC vers le LIC et inversement, sortie d’ions K+ du LIC vers le LEC. La perméabilité active : Elle est due à la présence d'une enzyme-pompe dans la membrane plasmique, qui assure le transport des ions Na+ et K+ contre leur gradient de concentration. Cette enzyme-pompe Na+/K+, capture 3 ions Na+ de l’intérieur et les expulse vers l’extérieur, contre 2 ions K+ de l’extérieur et les ramène à l’intérieur. Ce transport nécessite de l'énergie fournie par l'hydrolyse de l'ATP réalisée par cette même enzyme-pompe (ATPase).

DEUXIÈME PARTIE (8 POINTS) EXERCICE 1 : RÉGULATION DE LA PRESSION ARTÉRIELLE

4 POINTS

1- Informations apportées par les expériences réalisées sur chacun des 4 lapins A, B, C et D :  Lapin A : Les nerfs de Héring et de Cyon ont une fonction sensorielle cardiomodératrice. Ils sont constitués de fibres nerveuses sensitives afférentes.  Lapin B : Les nerfs pneumogastriques ont une fonction cardiomodératrice. Ils sont constitués de fibres nerveuses motrices efférentes.  Lapin C : Il existe un centre nerveux cardiomodérateur dans la zone bulbaire où naissent les nerfs pneumogastriques.  Lapin D : Il existe au niveau des sinus carotidiens et de la crosse aortique, des barorécepteurs (récepteurs sensoriels sensibles à la pression) qui sont en contact avec les terminaisons nerveuses respectives, des nerfs de Héring et de Cyon. Ces barorécepteurs enregistrent les variations de la pression artérielle et convertissent l’information sous forme d’un message nerveux codé en modulation de fréquence de PA : c’est une transduction sensorielle. 2- Le mécanisme qui intervient dans cette régulation de la pression artérielle, est un réflexe cardiomodérateur. 3- Schéma fonctionnel simplifié du mécanisme régulateur de la pression artérielle : l’arc réflexe (document cicontre)

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EXERCICE 2 : LE FONCTIONNEMENT DU MUSCLE SQUELETTIQUE

4 POINTS

1- 1ère série d’expériences : Analyse des résultats :  Dans l’expérience (a) : Suite à la stimulation efficace de l’axone en SA, il y a contraction de la fibre musculaire (expérience témoin).  La transmission du message nerveux de l’axone moteur à la fibre musculaire se fait à travers la jonction neuromusculaire.  Dans l’expérience (b) : Le dépôt de curare sur l’axone moteur n’empêche pas la contraction de la fibre musculaire suite à la stimulation efficace de l’axone en SA.  Le curare n’a aucun effet sur l’axone moteur.  Dans l’expérience (c) : L’injection de curare dans la fibre musculaire n’empêche pas sa contraction suite à la stimulation efficace de l’axone en SA.  Le curare n’a aucun effet à l’intérieur de la fibre musculaire.  Dans l’expérience (d) : Le dépôt de curare dans la jonction neuromusculaire empêche la contraction de la fibre musculaire suite à la stimulation efficace de l’axone en SA.  La curare agit au niveau de la jonction neuromusculaire et empêche la transmission du message nerveux. Mode d’action du curare : Le curare occupe les récepteurs spécifiques de l’acétylcholine situés au niveau de la membrane postsynaptique et empêche sa fixation. Il n’entraîne pas l’ouverture des CCD à Na+, ce qui empêche la transmission du message nerveux : le curare est un analogue structural mais non fonctionnel de l’acétylcholine. C’est donc un inhibiteur de la contraction musculaire. 2- 2ème série d’expériences  Dans l’expérience (a) : La nicotine joue le même rôle que l’acétylcholine : c’est un analogue structural et fonctionnel, mais elle n’a pas d’enzyme spécifique qui l’hydrolyse et arrête son action au niveau de la fente synaptique. Elle reste alors longtemps fixée sur les récepteurs spécifiques de l’acétylcholine, entraînant la contraction prolongée de la fibre musculaire.  Dans l’expérience (b) : L’ésérine est une substance inhibant l'hydrolyse de l'acétylcholine par l’acétylcholinestérase : c’est un inhibiteur métabolique. Après son exocytose, l’acétylcholine reste alors longtemps fixée sur ses récepteurs spécifiques entraînant la contraction prolongée de la fibre musculaire. 3- Le résultat de l’expérience (c) : « Pas de contraction de la fibre musculaire » car le curare occupe tous les récepteurs spécifiques de l’acétylcholine situés au niveau de la membrane postsynaptique et la nicotine ajoutée, ne trouve aucun récepteur libre donc ne permet pas l’ouverture des CCD à Na+ ce qui empêche la transmission du message nerveux, entraînant l’absence de la contraction musculaire.

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Le 12 février 2012

2011 – 2012

Devoir de Contrôle N° 2

S.V.T.

Durée : 2 heures

Coefficient : 4

4ème Année Sciences Expérimentales

Mr Ahmed Baccar

Mme Mihéla Lajmi

PREMIERE PARTIE (12 points) Exercice 1 : QCM

(3 points)

Pour chacun des items suivants (de 1 à 6), il peut y avoir une ou plusieurs réponses correctes. Reporter sur votre double feuille le numéro de chaque item et indiquer dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- Le diagnostic prénatal est une technique qui 4- On détermine la dominance éventuelle d’un allèle permet : par rapport à un autre si : a- de savoir le sexe du fœtus. a- la moitié des individus de F1, ont le caractère b- de déceler certaines anomalies génétiques. concerné. c- de réaliser le caryotype de la mère. b- la totalité des individus de F2, ont le caractère d- de réaliser le caryotype du fœtus. concerné. c- la totalité des individus de F1, ont le caractère 2- Dans le cas du dihybridisme avec gènes concerné. indépendants, le test cross d’un individu d- la moitié des individus de F2, ont le caractère homozygote fournit les proportions concerné. phénotypiques : a- du type ½, ½. 5- Pour une maladie récessive liée à X, un homme b- du type ¼, ¼, ¼, ¼. atteint épouse une femme normale et non c- du type (1-p)/2, p/2, p/2, (1-p)/2. porteuse : d- égales à 100%. a- tous leurs fils seront atteints. b- toutes leurs filles seront atteintes. 3- Une maladie autosomale dominante : c- toutes leurs filles seront porteuses. a- est plus fréquente chez l’un des deux sexes. d- toutes leurs filles seront saines et non porteuses. b- s’exprime chez l’un des parents du sujet atteint. 6- L’amniocentèse est une technique : c- peut sauter des générations au sein de la a- de prélèvement de tissus fœtaux. famille. b- qui consiste à prélever du liquide amniotique. d- s’exprime chez des individus hétérozygotes c- qui consiste à analyser du liquide amniotique. pour le gène responsable de la maladie. d- pratiquée pendant le 1er mois de grossesse. Exercice 2 :

(3,5 points)

1- Dans le cas des anomalies géniques, le diagnostic prénatal se base sur des analyses de protéines ou d’ADN au niveau des cellules fœtales. Décrivez les étapes de l’analyse d’ADN (1,5 pts). 2- Définissez la trisomie 21 et expliquez son origine. Justifiez votre réponse à l’aide d’un schéma montant les principales étapes de la méiose (2 pts). Page 1 sur 3

Exercice 3 : Génétique des diploïdes

(5,5 points)

Chez la drosophile, le gène « sepia » (se), se manifeste seulement à l’état homozygote par des yeux bruns et le gène « ebony » (eb) se manifeste seulement à l’état homozygote par un corps de couleur ébène. On croise des femelles de drosophiles de type sauvage à corps beiges et aux yeux rouges brique avec des mâles à corps ébène et aux yeux bruns. La descendance obtenue se compose ainsi : -

278 drosophiles sauvages, 275 drosophiles à corps ébène et aux yeux bruns, 222 drosophiles à corps ébène et aux yeux rouges brique, 225 drosophiles à corps beiges et aux yeux bruns.

1- Que pouvez-vous en déduire quant à la dominance et à la localisation des deux couples d’allèles ? Justifiez votre réponse (2 pts). 2- Indiquez le génotype des parents et des descendants (1,5 pts). 3- Calculez la distance génétique entre les gènes « sepia » et « ebony » (1 pt). Le chromosome N°3 de la drosophile, porte un gène nommé « scarlet » (st) qui se manifeste à l’état homozygote par des yeux rouges vif. La distance génétique séparant le gène « scarlet » au gène « sepia » est de 18,4 cM. 4- Dressez à l’échelle, la carte factorielle du chromosome N°3 de la drosophile pour les gènes « scarlet », « sepia » et « ebony », en déduire la distance génétique séparant le gène « scarlet » au gène « ebony » (1 pt). DEUXIEME PARTIE : Génétique humaine (8 points) La phénylcétonurie est une affection héréditaire rare liée à une perturbation du métabolisme d’un acide aminé : la phénylalanine. -

-

Chez l’organisme normal, cet acide aminé se transforme en tyrosine sous l’action d’une enzyme : la phénylalanine hydroxylase. Chez le malade, cette enzyme manque par suite d’une mutation affectant le gène responsable de sa synthèse, en conséquence la phénylalanine s’accumule dans le sang et entraîne de graves troubles psychomoteurs.

L’arbre généalogique du document 1 ci-contre, présente la transmission de cette maladie chez une famille.

Document 1

1- A partir de l’analyse de cette généalogie, discutez chacune des hypothèses suivantes (4 pts) : a- La maladie est autosomale dominante, b- La maladie est dominante liée au chromosome X, c- La maladie est autosomale récessive, d- La maladie est récessive liée au chromosome X. Page 2 sur 3

2- Des analyses de sang réalisées chez l’individu I2, ont révélées la présence d’une teneur en phénylalanine supérieure à la normale, bien que cet individu ne présente aucune anomalie apparente d’ordre psychomoteur.  Dites laquelle / lesquelles des hypothèses proposées dans la 1ère question qui sera / seront alors rejetée(s). Justifiez votre réponse (1 pt). 3- Les individus III3 et III4 désirant se marier, ils consultent un médecin, ce dernier leur a fait une analyse de l’ADN pour identifier le gène qui code pour la synthèse de la phénylalanine hydroxylase. Le document 2 ci-contre, présente le résultat de l’électrophorèse : a- Analysez ces résultats et tirez une conclusion finale sur le mode de transmission de cette maladie. Document 2 Justifiez votre réponse (1 pt). b- En posant les symboles adéquats, déterminez alors les génotypes possibles des parents de chaque futur marié (1 pt). c- Conseillez-vous les individus III3 et III4 de se marier ? Expliquez votre réponse (génotypes à l’appui) (1 pt).

Bon travail

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Le 12 février 2012

2011 – 2012

Devoir de Contrôle N° 2

S.V.T.

Durée : 2 heures

Coefficient : 4

4ème Année Sciences Expérimentales

Mr Ahmed Baccar

Mme Mihéla Lajmi

PREMIERE PARTIE (12 points) Exercice 1 : QCM

(3 points)

Pour chacun des items suivants (de 1 à 6), il peut y avoir une ou plusieurs réponses correctes. Reporter sur votre double feuille le numéro de chaque item et indiquer dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- Le diagnostic prénatal est une technique qui 4- On détermine la dominance éventuelle d’un allèle permet : par rapport à un autre si : a- de savoir le sexe du fœtus. a- la moitié des individus de F1, ont le caractère b- de déceler certaines anomalies génétiques. concerné. c- de réaliser le caryotype de la mère. b- la totalité des individus de F2, ont le caractère d- de réaliser le caryotype du fœtus. concerné. c- la totalité des individus de F1, ont le caractère 2- Dans le cas du dihybridisme avec gènes concerné. indépendants, le test cross d’un individu d- la moitié des individus de F2, ont le caractère homozygote fournit les proportions concerné. phénotypiques : a- du type ½, ½. 5- Pour une maladie récessive liée à X, un homme b- du type ¼, ¼, ¼, ¼. atteint épouse une femme normale et non c- du type (1-p)/2, p/2, p/2, (1-p)/2. porteuse : d- égales à 100%. a- tous leurs fils seront atteints. b- toutes leurs filles seront atteintes. 3- Une maladie autosomale dominante : c- toutes leurs filles seront porteuses. a- est plus fréquente chez l’un des deux sexes. d- toutes leurs filles seront saines et non porteuses. b- s’exprime chez l’un des parents du sujet atteint. 6- L’amniocentèse est une technique : c- peut sauter des générations au sein de la a- de prélèvement de tissus fœtaux. famille. b- qui consiste à prélever du liquide amniotique. d- s’exprime chez des individus hétérozygotes c- qui consiste à analyser du liquide amniotique. pour le gène responsable de la maladie. d- pratiquée pendant le 1er mois de grossesse. Exercice 2 :

(3,5 points)

1- Dans le cas des anomalies géniques, le diagnostic prénatal se base sur des analyses de protéines ou d’ADN au niveau des cellules fœtales. Décrivez les étapes de l’analyse d’ADN (1,5 pts). 2- Définissez la trisomie 21 et expliquez son origine. Justifiez votre réponse à l’aide d’un schéma montant les principales étapes de la méiose (2 pts). Page 1 sur 3

Exercice 3 : Génétique des diploïdes

(5,5 points)

Chez la drosophile, le gène « sepia » (se), se manifeste seulement à l’état homozygote par des yeux bruns et le gène « ebony » (eb) se manifeste seulement à l’état homozygote par un corps de couleur ébène. On croise des femelles de drosophiles de type sauvage à corps beiges et aux yeux rouges brique avec des mâles à corps ébène et aux yeux bruns. La descendance obtenue se compose ainsi : -

278 drosophiles sauvages, 275 drosophiles à corps ébène et aux yeux bruns, 222 drosophiles à corps ébène et aux yeux rouges brique, 225 drosophiles à corps beiges et aux yeux bruns.

1- Que pouvez-vous en déduire quant à la dominance et à la localisation des deux couples d’allèles ? Justifiez votre réponse (2 pts). 2- Indiquez le génotype des parents et des descendants (1,5 pts). 3- Calculez la distance génétique entre les gènes « sepia » et « ebony » (1 pt). Le chromosome N°3 de la drosophile, porte un gène nommé « scarlet » (st) qui se manifeste à l’état homozygote par des yeux rouges vif. La distance génétique séparant le gène « scarlet » au gène « sepia » est de 18,4 cM. 4- Dressez à l’échelle, la carte factorielle du chromosome N°3 de la drosophile pour les gènes « scarlet », « sepia » et « ebony », en déduire la distance génétique séparant le gène « scarlet » au gène « ebony » (1 pt). DEUXIEME PARTIE : Génétique humaine (8 points) La phénylcétonurie est une affection héréditaire rare liée à une perturbation du métabolisme d’un acide aminé : la phénylalanine. -

-

Chez l’organisme normal, cet acide aminé se transforme en tyrosine sous l’action d’une enzyme : la phénylalanine hydroxylase. Chez le malade, cette enzyme manque par suite d’une mutation affectant le gène responsable de sa synthèse, en conséquence la phénylalanine s’accumule dans le sang et entraîne de graves troubles psychomoteurs.

L’arbre généalogique du document 1 ci-contre, présente la transmission de cette maladie chez une famille.

Document 1

1- A partir de l’analyse de cette généalogie, discutez chacune des hypothèses suivantes (4 pts) : a- La maladie est autosomale dominante, b- La maladie est dominante liée au chromosome X, c- La maladie est autosomale récessive, d- La maladie est récessive liée au chromosome X. Page 2 sur 3

2- Des analyses de sang réalisées chez l’individu I2, ont révélées la présence d’une teneur en phénylalanine supérieure à la normale, bien que cet individu ne présente aucune anomalie apparente d’ordre psychomoteur.  Dites laquelle / lesquelles des hypothèses proposées dans la 1ère question qui sera / seront alors rejetée(s). Justifiez votre réponse (1 pt). 3- Les individus III3 et III4 désirant se marier, ils consultent un médecin, ce dernier leur a fait une analyse de l’ADN pour identifier le gène qui code pour la synthèse de la phénylalanine hydroxylase. Le document 2 ci-contre, présente le résultat de l’électrophorèse : a- Analysez ces résultats et tirez une conclusion finale sur le mode de transmission de cette maladie. Document 2 Justifiez votre réponse (1 pt). b- En posant les symboles adéquats, déterminez alors les génotypes possibles des parents de chaque futur marié (1 pt). c- Conseillez-vous les individus III3 et III4 de se marier ? Expliquez votre réponse (génotypes à l’appui) (1 pt).

Bon travail

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Le 22 avril 2012

2011 – 2012

Devoir de Contrôle N° 3

S.V.T.

Durée : 2 heures

Coefficient : 4

4ème Année Sciences Expérimentales

Mr Ahmed Baccar

Mme Mihéla Lajmi

PREMIERE PARTIE (12 points) Exercice 1 : QCM

(6 points)

Pour chacun des items suivants (de 1 à 12), il peut y avoir une ou plusieurs réponse(s) correcte(s). Reportez sur votre double feuille le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- Le sens de propagation de l’influx nerveux se 7- En cas d’une hypertension au niveau du sinus fait : carotidien : a) du corps cellulaire aux dendrites, a) la fréquence des potentiels d’action augmente b) des dendrites au corps cellulaire, dans les fibres du nerf de Héring et les fibres du c) du corps cellulaire à l’axone, nerf pneumogastrique, d) de l’axone au corps cellulaire. b) la fréquence des potentiels d’action augmente dans les fibres du nerf de Héring et diminue dans 2- Dans une fibre à myéline l’influx nerveux est les fibres du nerf pneumogastrique, plus rapide que dans une fibre sans myéline c) la fréquence des potentiels d’action augmente car : dans les fibres du nerf orthosympathique a) la propagation de l’influx nerveux se fait cardiaque, par des courants locaux, d) la médullosurrénale libère l’adrénaline dans le b) la propagation de l’influx nerveux est sang. saltatoire, c) le diamètre des fibres sans myéline est 8- L’hypertension artérielle peut être corrigé par : plus grand que celui des fibres à myéline, a) une vasoconstriction, d) les canaux voltage-dépendants sont plus b) une augmentation du rythme cardiaque, nombreux dans les fibres à myéline que c) une vasodilatation, dans les fibres sans myéline. d) une baisse du rythme cardiaque. 3- Au niveau d’une synapse inhibitrice, le 9- La cocaïne est une drogue qui agit sur les synapses potentiel post synaptique correspond à : en : a) une dépolarisation de la membrane post a) favorisant l’action euphorisante de la dopamine, synaptique, b) dégradant la dopamine au niveau de la fente b) une hyperpolarisation de la membrane synaptique, post synaptique, c) se fixant sur les récepteurs de la dopamine au c) une repolarisation de la membrane post niveau de la membrane post synaptique, synaptique, d) se fixant sur les transporteurs de la dopamine au d) un potentiel d’action. niveau de la membrane pré synaptique.

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4- Le potentiel post synaptique excitateur : 10- L’adrénaline intervient dans le stress : a) se propage en gardant une amplitude a) comme étant une hormone sécrétée par les constante, médullosurrénales, b) doit atteindre une valeur seuil pour b) par des effets analogues à ceux de la déclencher un potentiel d’action, noradrénaline, c) est déclenché par l’ouverture des canaux c) en activant la glycogénolyse, les glandes chimio dépendants à K+, sudoripares et l’irrigation des muscles, d) est déclenché par l’ouverture des canaux d) comme étant une neurohormone. chimio dépendants à Na+. 11- Le cortisol intervient dans le stress : 5- Au moment de la contraction musculaire, un a) comme étant une hormone sécrétée par sarcomère se caractérise par : l’hypothalamus, a) le raccourcissement des filaments d’actine, b) comme étant une hormone sécrétée par la b) le raccourcissement des filaments de myosine, zone corticale des glandes surrénales, c) le rapprochement des deux stries Z c) en hydrolysant les protéines en acides aminés successives, que le foie transforme en glucose puis en d) le glissement des filaments d’actine entre les glycogène, filaments de myosine. d) en mobilisant le système immunitaire pour s’opposer aux agressions externes. 6- Dans la plaque motrice le neurotransmetteur libéré : 12- Le stress : a) est l’acétylcholine, a) est une réaction de défense naturelle de b) est la noradrénaline, l’organisme, c) provoque l’ouverture des canaux Ca2+ voltageb) diminue le taux hormonal de la noradrénaline, dépendants, c) met en jeu le système nerveux et le système + + d) provoque l’ouverture des canaux Na et K hormonal, voltage-dépendants. d) provoque une hypoglycémie.

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Exercice 2 : QROC : Le fonctionnement du muscle squelettique

(6 points)

1- Le document 1 ci-contre, représente une observation au microscope électronique à transmission d’une portion de myofibrille d’un muscle contracté puis relâché. a- Faites un schéma d’interprétation légendé et titré correspondant à l’une des figures du document 1 (1,25 pts). b- Comparez ces deux figures pour expliquer le mécanisme de la contraction musculaire (1,25 pts). 2- Le document 2 ci-contre, représente neuromusculaire ou plaque motrice.

une

jonction

a- Écrivez sur votre copie les noms correspondant aux numéros indiqués sur le document 2 (1 pt). b- Expliquez, à l’aide d’un schéma simplifié, comment se transmet le message nerveux, de la fibre nerveuse à la fibre musculaire, en précisant les différents évènements qui se produisent depuis l’arrivée d’un potentiel d’action à la terminaison axonique jusqu’à la naissance d’un potentiel d’action musculaire (2,5 pts). DEUXIEME PARTIE : Régulation de la pression artérielle (8 points) La pression artérielle est une grandeur de l’organisme perturbée par nos activités quotidiennes qui sans cesse provoquent des variations brutales. Cette grandeur est contrôlée par plusieurs paramètres dont l’un, est l’activité cardiaque. La modification de la fréquence cardiaque apporte la correction nécessaire pour que la pression artérielle reste constante malgré tout. 1- Le document 1 ci-contre, montre, en parallèle, la variation de la pression artérielle (à l’échelle des secondes) et l’intensité des messages nerveux dans les nerfs de Héring. a- Décrivez la variation de la pression artérielle, visibles dans ce graphique et rappelez sa cause (1 pt). b- Décrivez l’évolution des signaux nerveux dans les nerfs de Héring et donnez une explication à cette évolution (1,5 pts).

Document 1 : Variation de la pression artérielle et intensité des messages nerveux dans les nerfs de Héring. Page 3 sur 4

2- Le document 2 ci-contre, montre l’intensité des messages nerveux dans les nerfs de Héring et dans les nerfs de Cyon en fonction de la pression artérielle. a- Rappelez les caractéristiques (nom, localisation, rôle) des récepteurs sensoriels au niveau desquels prennent naissance les nerfs de Héring et les nerfs de Cyon (1 pt). b- Analysez le document 2 pour montrer que les récepteurs dont sont issus les nerfs de Héring et de Cyon n’ont pas la même sensibilité à la pression artérielle (1,5 pts).

Document 2 : Intensités des messages nerveux dans les nerfs de Héring et de Cyon en fonction de la pression artérielle (Pa).

3- On a réalisé des expériences de stimulation puis de section sur les deux nerfs cardiaques d’un chien, tout en mesurant sa fréquence cardiaque. Le document 3 représente les résultats de cette expérience. a- Rappelez les noms des nerfs cardiaques et l’effet produit par les messages nerveux qu’ils transportent (1 pt). b- Utiliser vos connaissances pour retrouver sur quel nerf cardiaque, chaque action indiquée dans le document 3, a été réalisée en justifiant votre réponse (2 pts).

Document 3 : Résultats d’expériences réalisées sur un chien.

Bon travail

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

AHMED BACCAR SVT

Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 1 : La fonction reproductrice chez l’homme CORRECTION DE LA SÉRIE D’EXERCICES CORRECTION DE L’EXERCICE 1 (activité 2a page 10 du manuel scolaire) -

Constatation 1 : Les eunuques (hommes ayant subi l'ablation totale des deux testicules) étaient stériles et présentaient certains CSII féminins.  Les testicules assurent la production des spermatozoïdes et le maintien des CSII masculins.

-

Constatation 2 : Les individus cryptorchides (anomalie qui affecte la descente des testicules de la cavité abdominale vers le scrotum au cours de la vie fœtale) sont stériles mais leurs CSII sont normaux. En effet, au niveau de la cavité abdominale, la température est légèrement élevée par rapport à la température au niveau du scrotum, ce qui arrête la spermatogenèse.  La production des spermatozoïdes par les testicules nécessite une température convenable. Cela ne se fait que lorsqu’ils sont à leur emplacement normal (au niveau du scrotum), par contre, les testicules contrôlent l’apparition des CSII à n’importe quel endroit du corps car ce contrôle se fait à distance par l’intermédiaire d’hormones.

CORRECTION DE L’EXERCICE 2 (activité 2c page 10 du manuel scolaire) 1- L’analyse histologique précise du document (coupe partielle d’un testicule de mammifère), montre une dualité structurale du testicule : - Les tubes séminifères, limités par une enveloppe conjonctive sont formés d’une paroi présentant deux types de cellules (les cellules germinale et les cellules de Sertoli) entourant une lumière contenant des spermatozoïdes. - L’espace entre les tubes séminifères est occupé par les cellules de Leydig qui constituent le tissu interstitiel riche en capillaires sanguins. 2- Compte tenu de cette dualité structurale, les testicules ont une dualité fonctionnelle : - Une fonction exocrine réalisée par les tubes séminifères qui se traduit par la production des spermatozoïdes. - Une fonction endocrine réalisée par le tissu interstitiel qui se traduit par la synthèse et l’excrétion des hormones sexuelles mâles (existence de vaisseaux sanguins). CORRECTION DE L’EXERCICE 3 (activité 2d page 11 du manuel scolaire) -

Expérience a : La castration d’un rat adulte, entraine une stérilité, une atrophie du tractus génital et une régression des CSII.  Les testicules assurent la fertilité, le développement du tractus génital et le maintien des CSII.

-

Expériences b et c : La greffe d’un fragment de testicule au même rat castré au niveau du cou ou sont injection par des extraits testiculaires, rétablit les CSII mais la stérilité persiste.  Les CSII sont maintenus par la fonction endocrine des testicules, mais la fertilité (fonction exocrine) nécessite des testicules à leur emplacement normal et un tractus génital normal et sain. Page 1 sur 5

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

AHMED BACCAR SVT

Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 1 : La fonction reproductrice chez l’homme CORRECTION DE L’EXERCICE 4 (activité 5b, 1ère série d’expériences, page 14 du manuel scolaire) -

Expérience a : L’hypophysectomie chez un rat pubère entraine l’atrophie des testicules et l’arrêt de la production des spermatozoïdes et de la testostérone.  L’hypophyse contrôle directement l’activité des testicules.

-

Expérience b : L’injection d’extraits hypophysaires au même rat rétablit la spermatogenèse et la sécrétion de testostérone.  Le contrôle de l’activité testiculaire par l’hypophyse se fait par l’intermédiaire d’hormones dans le sang.

CORRECTION DE L’EXERCICE 5 (activité 5b, 2ème série d’expériences, page 14 du manuel scolaire) 1- Analyse des quatre expériences : Expérience a : On enlève l’hypophyse du mammifère, on observe une atrophie des testicules conduisant à un arrêt de la spermatogenèse et de la production de la testostérone.  L’hypophyse active la production des spermatozoïdes et de testostérone par les testicules. Expérience b : On enlève l’hypophyse et on injecte la LH, on observe un rétablissement de la production de testostérone, mais pas de restauration de la spermatogenèse.  L’hypophyse active la production de testostérone par l’intermédiaire de la LH. Expérience c : On enlève l’hypophyse et on injecte la FSH, on observe une restauration du volume des testicules mais la spermatogenèse et la production de testostérone ne sont pas rétablit.  L’hypophyse produit la FSH, qui ne suffit pas à faire complètement aboutir la spermatogenèse. Expérience d : On enlève l’hypophyse et on injecte un mélange de LH et de FSH, on observe qu’il y a une restauration d’une activité testiculaire : la production de testostérone et de spermatogenèse.  la spermatogenèse ne se réalise qu’en présence des deux hormones hypophysaires la LH et la FSH. 2- L’hypothalamus sécrète la GnRH qui se fixe sur les récepteurs des cellules de l’antéhypophyse pour la synthèse et la sécrétion des deux hormones gonadotropes LH et FSH. - La LH agit sur les cellules de Leydig pour stimuler la synthèse et la sécrétion de la testostérone. - En se liant aux récepteurs des cellules de Sertoli, la FSH stimule la synthèse de l’ABP ; protéine indispensable à la réception de la testostérone par les cellules germinales pour activer la spermatogenèse. - D’autre part, l’augmentation du taux plasmatique de la testostérone inhibe l’activité du CHH par rétrocontrôle négatif et l’augmentation de la production des spermatozoïdes stimule les cellules de Sertoli pour produire une hormone : l’inhibine qui agit sur l’hypophyse antérieur pour inhiber la production de FSH par rétrocontrôle négatif. CORRECTION DE L’EXERCICE 6 (QROC) 1- La légende correspondante aux numéros figurant sur le schéma : Page 2 sur 5

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

AHMED BACCAR SVT

Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 1 : La fonction reproductrice chez l’homme 1) Spermatogonie 2) Spermatocyte I 3) Spermatocyte II

4) Spermatide 5) Spermatozoïde 6) Cellule de Sertoli

7) Enveloppe conjonctive 8) Capillaire sanguin 9) Cellule de Leydig 10) Tube séminifère

2- Fonction des régions A et B : - La région A, représente la paroi d’un tube séminifère qui est le siège de la spermatogenèse (fonction exocrine du testicule). - La région B, représente le tissu interstitiel formé principalement de cellules de Leydig qui secrètent l’hormone sexuelle mâle, cette région est responsable de la fonction endocrine du testicule. 3- Garniture chromosomique des cellules indiquées par les lettres a, b et c : a- Les cellules indiquées par les lettres a, b et c présentent une image d’anaphase puisque les chromosomes sont en ascension polaire et il existe deux lots de chromosomes aux deux pôles de la cellule.  La cellule a, est une spermatogonie en anaphase de mitose.  La cellule b, est un spermatocyte I en anaphase de la DR de méiose (anaphase I).  La cellule c, est un spermatocyte II en anaphase de la DE de méiose (anaphase II). b-

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

AHMED BACCAR SVT

Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 1 : La fonction reproductrice chez l’homme 4- Proposition de deux expériences pour montrer le rôle et le mode d’action de la région B : a- Pour montrer le rôle de la région B : On détruit sélectivement par irradiation le tissu interstitiel chez un animal pubère. Cet animal montre une stérilité, une atrophie du tractus génital et une régression des caractères sexuels secondaires. b- Pour montrer le mode d’action de la région B, on procède par des injections répétées d’extraits testiculaires à un animal pubère dont on a détruit auparavant ce tissu par irradiation, les résultats montrent, une reprise de la spermatogenèse, le développement du tractus génital et une restauration des caractères sexuels secondaires. CORRECTION DE L’EXERCICE 7  Expérience 1 : L’ablation des deux testicules chez un rat pubère entraine l’interruption de la spermatogenèse. En effet, le testicule est responsable de la fertilité. C’est à l’intérieur des tubes séminifères que la spermatogenèse peut avoir lieu, assurant la formation des gamètes mâles et leur libération en dehors du milieu intérieur. C’est la fonction exocrine du testicule. En absence du testicule, un rat impubère reste toujours dépourvu de caractères sexuels secondaires et chez un animal pubère ces caractères disparaissent. En effet, le testicule assure l’apparition, le développement et le maintien des caractères sexuels secondaires dès la puberté. Grâce à la testostérone (hormone sexuelle mâle) secrétée par les cellules de Leydig dans le sang et agissant à distance sur les cellules cibles, c’est la fonction endocrine du testicule.  Expérience 2 : L’absence des testicules entraine une hypersécrétion des gonadostimulines et l’injection d’extrait testiculaire dans le sang d’un animal castré entraine l’arrêt de l’activité hypophysaire. En effet, le testicule exerce par l’intermédiaire de la testostérone, un rétrocontrôle négatif sur le complexe hypothalamo-hypophysaire inhibant la sécrétion des gonadostimulines FSH et LH. L’injection des extraits testiculaires n’a aucun effet sur un animal auquel on a coupé la tige pituitaire. En effet, l’hypothalamus contrôle l’activité hypophysaire par voie sanguine par l’intermédiaire d’une neurohormone : La GnRH.  Expérience 3 : L’absence de l’hypophyse chez un mammifère pubère entraine la stérilité et la disparition progressive des caractères sexuels secondaires. En effet, l’hypophyse contrôle l’activité testiculaire par voie sanguine par l’intermédiaire des gonadostimulines FSH et LH. - La FSH agit sur les cellules de Sertoli, ces dernières et par l’intermédiaire de la protéine de liaison ABP, la spermatogenèse va avoir lieu. - La LH agit sur les cellules de Leydig, ces dernières et par l’intermédiaire de la testostérone les caractères sexuels secondaires sont maintenus, en plus la spermatogenèse est activé.  Expérience 4 : Le maintien des testicules dans l’abdomen, s’oppose au déroulement normal de la spermatogenèse, par ailleurs, il n’a aucun effet sur l’état des caractères sexuels secondaires. La migration des testicules de la cavité abdominale vers le scrotum où la température est plus faible que celle de l’abdomen, semble indispensable au bon déroulement de la spermatogenèse. Alors que la production de la testostérone par les cellules de Leydig ne présente pas cette exigence. Page 4 sur 5

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

AHMED BACCAR SVT

Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 1 : La fonction reproductrice chez l’homme CORRECTION DE L’EXERCICE 8 1- Légende du document 1 : 1) Paroi du tube séminifère 2) Lumière du tube séminifère 3) Spermatocyte II

4) Spermatozoïde 5) Cellule de Sertoli 6) Cellule de Leydig

7) Spermatogonie 8) Spermatocyte I 9) Capillaire sanguin

2- Le document 2, montre que la radioactivité est concentrée dans des zones bien précises tout autour des tubes séminifères. En effet, la radioactivité est fixé sur des récepteurs membranaires spécifiques, situés sur les cellules de Leydig au niveau du tissu interstitiel ce qui prouve la formation d’un complexe (BHSDanti-BHSD). Alors ce tissu semble responsable de la fabrication des hormones stéroïdes. Sachant que l’enzyme BHSD intervient dans cette synthèse, alors la répartition de la radioactivité ainsi observée confirme bien l’autoradiographie des coupes.  Les cellules n° 6 (cellules de Leydig) du tissu interstitiel synthétisent la testostérone.

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S.V.T.

Le jeudi 8 mai 2014

2013 – 2014

ème

Durée : 3 heures

Coefficient : 4

4

Mr Ahmed Baccar

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mme Mihéla Lajmi

PREMIÈRE PARTIE (8 POINTS) EXERCICE 1 : QCM

4 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reportez sur votre double feuille, le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- L’angiotensine est : a- une enzyme, b- une neurohormone, c- un neurotransmetteur, d- une hormone.

5- L’aldostérone : a- fait augmenter la pression artérielle, b- fait diminuer la pression artérielle, c- est sécrété par la médullosurrénale, d- est sécrété par la corticosurrénale.

2- La cocaïne : 6- À propos de la greffe : a- se fixe sur les récepteurs de la dopamine, a- la greffe d’un fragment de peau de souris sur b- se fixe sur les transporteurs de la dopamine, le corps d’un rat est rejetée, c- favorise la recapture de la dopamine par le b- un fragment de peau du bras d’un individu neurone pré synaptique, greffé sur sa jambe porte le nom d’allogreffe, d- stimule la sécrétion de la dopamine. c- le rejet est dû à l’action des anticorps, d- le rejet rapide d’un greffon se fait par réponse 3- Le cortisol intervient dans le stress : immunitaire à médiation humorale. a- comme étant une hormone sécrétée par l’hypothalamus, 7- Les principales cellules cibles du VIH sont : b- comme étant une hormone sécrétée par la a- les macrophages, zone corticale des glandes surrénales, b- les LTc, c- en hydrolysant les protéines en acides aminés c- les LTa, que le foie transforme en glycogène, d- les LB. d- en mobilisant le système immunitaire pour s’opposer aux agressions externes. 8- Les lymphocytes B et les Lymphocytes T : a- Naissent suite au contact avec les antigènes, 4- Dans le cas d’une réaction allergique, il se b- se multiplient suite à la reconnaissance des produit une libération : antigènes, a- de perforine, c- existent avant tout contact avec l’antigène, b- d’histamine, d- chacun d’eux est spécifique d’un seul c- d’acétylcholine, déterminant antigénique. d- d’immunoglobulines classe E (IgE).

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EXERCICE 2 : QROC : LES GROUPES SANGUINS

4 POINTS

Dans le but de déterminer le groupe sanguin de chacun des individus M, N et S, on réalise des examens avec des sérum-tests. 1- Dans un premier temps, on mélange une goutte de sang de chacun des trois individus avec du sérumtest anti-(A et B). On obtient les résultats suivants : Sang des individus

M

N

S

Sérum-test anti-(A et B)

–

+

+

– : pas d’hémagglutination

+ : hémagglutination

a- Précisez les marqueurs du système ABO. (0,5 pt) b- Définissez et expliquez le phénomène d’hémagglutination. (1 pt) c- Déterminez, en le justifiant, le groupe sanguin possible ou certain de chaque individu. (1 pt) 2- Dans un deuxième temps, on réalise un examen avec les sérum-tests anti-A et anti-B pour les individus N et S. On obtient les résultats suivants : Sang des individus

N

S

Sérum-test anti-A

+

+

Sérum-test anti-B

–

+

– : pas d’hémagglutination

+ : hémagglutination

a- Quelles précisions apportent ces résultats concernant le groupe sanguin des individus N et S ? Justifiez votre réponse. (1 pt) b- Lequel des trois individus M, N et S qui peut recevoir le sang des deux autres ? Justifiez votre réponse. (0,5 pt) DEUXIÈME PARTIE (12 POINTS) EXERCICE 1 : RÉGULATION DE LA PRESSION ARTÉRIELLE

6 POINTS

Dans le but d’étudier le mécanisme de la régulation nerveuse de la pression artérielle, plusieurs observations et expériences ont été réalisées. 1- Une personne adulte, en bonne santé a subit une petite hémorragie. Le tableau 1 ci-dessous, montre les résultats de mesures de la pression artérielle maximale (Pamax) chez cette personne. [Tableau 1] Pamax (en mm Hg)

Pendant l’hémorragie Avant 5 min après l’hémorragie à t = 1 min à t = 2 min à t = 3 min l’hémorragie 125

110

100

90

121

a- Analysez les résultats de ces mesures en vue de déduire l’effet immédiat de l’hémorragie sur la pression artérielle. (1 pt) b- Quelle hypothèse proposez-vous quant aux résultats observés après l’hémorragie ? (0,5 pt) Page 2 sur 4

2- Afin de vérifier l’hypothèse proposée et de comprendre le mécanisme correspondant, on réalise des expériences sur un chien anesthésié, chez lequel on a mis à nu certaines fibres de l’un des nerfs de Héring et de deux nerfs A et B reliés au cœur. Les nerfs de Cyon et le 2ème nerf de Héring sont sectionnés. (document cicontre). On isole le sinus carotidien par deux ligatures et on y injecte un liquide physiologique afin d’y augmenter artificiellement la pression intra sinusale, tout en enregistrant simultanément :  La fréquence des potentiels d’action par seconde (PA/s) : au niveau d’une fibre du nerf de Héring, d’une fibre du nerf A et d’une fibre du nerf B.  La variation de la pression artérielle générale au cours de l’expérience. Les résultats sont consignés dans le tableau 2 ci-dessous : [Tableau 2]

Fréquence des PA/s

Pression intra sinusale (en mm Hg)

40

60

80

100

120

140

160

Au niveau d’une fibre du nerf de Héring

0

10

25

60

132

175

235

Au niveau d’une fibre du nerf A

185

154

88

65

46

12

0

Au niveau d’une fibre du nerf B

0

9

22

54

127

165

214

160

150

130

115

100

90

80

Pression artérielle générale (en mm Hg)

a- À partir de l’analyse des résultats enregistrés au niveau des différentes fibres nerveuses et de vos connaissances, déduisez : le rôle du sinus carotidien, une propriété du message nerveux et le nom de chacun des nerfs A et B. (1,75 pts) b- Montrez que les enregistrements au niveau des fibres nerveuses des nerfs A et B permettent d’expliquer la variation de la Pa générale sous l’effet des neurotransmetteurs. (0,75 pt) c- Proposez des expériences qui permettent, à partir de leurs résultats sur la variation de la pression artérielle, de dégager le rôle des nerfs de Héring dans la propagation du message nerveux. (1 pt) 3- En utilisant les conclusions précédentes, et en faisant appel à vos connaissances, expliquez le mécanisme qui a permis la correction de la pression artérielle, 5 minutes après l’hémorragie. (1 pts) EXERCICE 2 : L’IMMUNITÉ SPÉCIFIQUE

6 POINTS

On se propose d’étudier certains aspects de la réponse immunitaire développée contre une bactérie pathogène : Mycobacterium tuberculosis (Mt). A) On dispose de deux souches différentes de souris S1 et S2. Quatre souris numérotées (de 1 à 4), de S1 ont subies les expériences suivantes : Page 3 sur 4

Souris N°1 N°2 N°3 N°4

Expériences

Résultats Injection de Mt Mort Injection de Mt atténués, suivie d’une injection de Mt après 30 jours Survie Injection du sérum de la souris N°2 + Mt Mort Injection de lymphocytes de la souris N° 2 + Mt Survie

1- Quelles conclusions peut-on dégager à partir de l’analyse des résultats expérimentaux sur les souris N°1 et N°2 ? Que peut-on dire concernant l’immunité spécifique ? (1,25 pt) 2- Quel est le type de la réponse immunitaire développée contre Mt ? Justifiez votre réponse. (0,5 pt) 3- Dans une expérience supplémentaire, on injecte à une souris de S2, des lymphocytes de la souris N°2 et des Mt, cette souris meurt. Comment pouvez-vous expliquer ce résultat ? (0,5 pt) B) Afin de comprendre le mécanisme de la réponse immunitaire contre Mt, on extrait à partir de la rate des souris non immunisées de S1, des macrophages M et des lymphocytes L1 et L2 avec lesquels on prépare des milieux de culture différents. On réalise alors les expériences suivantes :  Expérience 1 : Au début de l’expérience, on ajoute dans tous les milieux de culture (de 1 à 4) des Mt atténués, quelques heures après, on détecte des substances solubles Sb1 et Sb2, secrétées par les cellules immunitaires (tableau 1 ci-dessous). Culture 1 M + L1

Résultats

[Tableau 1] Ajout à T = 0 Sécrétion de substance Sb1 Sécrétion de substance Sb2

Culture 2 Culture 3 M + L2 M + L1 + L2 Mt atténués

Culture 4 L1 + L2

+++

+

+++

–

+++

–

+++

–

+ : présence

– : absence

1- Analysez les résultats de cette expérience, afin d’identifier L1 et L2. En déduire Sb1 et Sb2. (1,5 pts)  Expérience 2 : Après une semaine de la première expérience, on ajoute dans tous les milieux de culture (de 1 à 4) des cellules de S1 infectées par Mt et on prépare un 5ème milieu de culture, contenant toutes les cellules immunitaires (M + L1 + L2), dans lequel on ajoute des cellules de S1 infectées par un virus (tableau 2 ci-dessous). [Tableau 2] Ajout après 7 jours Résultats

Culture 1 M + L1

Culture 2 M + L2

Culture 3 M + L1 + L2

Cellules de S1 infectées par le Mt Pas de lyse des cellules infectées

Lyse des cellules infectées

Culture 4 L1 + L2

Culture 5 M + L1 + L2 Cellules de S1 infectées par un virus Pas de lyse des cellules infectées

2- Quelle conclusion pouvez-vous dégager à partir de la confrontation des résultats de la culture 3 avec ceux des cultures 1 et 2 ? (0,75 pt) 3- Comment expliquez-vous les résultats des cultures 4 et 5 ? (1 pt) 4- Expliquez alors le mode de reconnaissance des cellules infectées, par les effecteurs de ce type de réponse immunitaire. (0,5 pt) Bon travail Page 4 sur 4

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Mardi 3 décembre 2013

2013 – 2014

Devoir de Synthèse N° 1

S.V.T.

Durée : 3 heures

Coefficient : 4

ème

4

Mr Ahmed Baccar

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mme Mihéla Lajmi

PREMIÈRE PARTIE (8 POINTS) EXERCICE 1 : QCM

2 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 4), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reportez sur votre double feuille, le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- Le placenta : a- Secrète la HCG durant toute la grossesse, b- Assure les échanges entre le fœtus et l’organisme maternel, c- N’empêche pas le passage de certains virus et de certaines substances toxiques, d- Est une structure provenant de la muqueuse utérine. 2- La pilule combinée : a- Inhibe directement la croissance folliculaire, b- Empêche la fécondation de l’ovocyte une fois expulsé, c- Stimule la sécrétion de GnRH, d- Rend la glaire cervicale imperméable aux spermatozoïdes. 3- L’alcoolisme chez la femme enceinte : a- Augmente le risque d’atteinte par le SAF chez le fœtus, b- Augmente le risque d’atteinte par le syndrome de Bec de lièvre chez le fœtus, c- Provoque un retard de croissance chez le fœtus, d- Est sans effet sur la santé du fœtus grâce au placenta qui s’oppose au passage de l’alcool. 4- Un crossing-over est un échange entre : a- Les deux chromatides d’un chromosome dédoublé, b- Les chromatides de deux paires de chromosomes, c- Deux chromatides de deux chromosomes homologues, d- Deux chromosomes homologues non dédoublés.

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EXERCICE 2 : QROC

3 POINTS

Des hormones X, Y et Z intervenant directement ou indirectement sur le cycle sexuel d’une femme de 25 ans, sont dosées au 12ème, aux alentours du 14ème et au 21ème jour du cycle. Le tableau suivant, représente le résultat de ces dosages : Au 12ème jour du cycle

Aux alentours du 14ème jour du cycle

Au 21ème jour du cycle

220

50

100

2

220

3

0,5

0,5

15

Hormone X (en pg/mL) Hormone Y (en ng/mL) Hormone Z (en pg/mL)

Question : À l’aide de vos connaissances sur la régulation de la reproduction féminine, complétez le tableau cidessous que vous reproduirez sur votre copie. Nom de l’hormone

Justification

Cellules sécrétrices

Cellules cibles de l’hormone

Hormone X Hormone Y Hormone Z EXERCICE 3 : QROC

3 POINTS

La Fécondation In Vitro et le Transfert d’Embryon (FIVETE) est une technique de Procréation Médicalement Assisté (PMA). Parmi les étapes de la FIVETE, le recueil du sperme dans une éprouvette stérile puis son traitement est nécessaire. 1- Précisez le but du traitement réalisé au sperme et l’utilité de ce traitement pour la fécondation. (1,25 pt) 2- Donnez par ordre chronologique, les autres étapes de la FIVETE. (1,25 pts) 3- Citez un cas de stérilité féminine et un autre cas de stérilité masculine qui peuvent être remédiés par la FIVETE. (0,5 pt)

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DEUXIÈME PARTIE (12 POINTS) EXERCICE 1 :

(5 POINTS)

Le document ci-contre, montre une cellule sexuelle humaine en division notée (A). Pour simplifier l'étude, on a volontairement, agrandi le matériel génétique de cette cellule et réduit le nombre de chromosomes à quatre. 1- Identifiez, en justifiant votre réponse, la cellule (A) et dites à quel endroit de l’appareil génital se trouve-t-elle. (1 pt) 2- En faisant appel à vos connaissances, citez le nom de chaque cellule fille issue de la division de la cellule (A) et précisez le devenir certain ou possible de chacune d’elles. (1 pt) 3- Le matériel génétique de la cellule (A), montre deux phénomènes chromosomiques importants. Identifiez et expliquez ces phénomènes puis Indiquez leur importance génétique. (1,5 pts) 4- En respectant la taille et le nombre des chromosomes, utilisez deux couleurs différentes pour schématiser les différentes combinaisons chromosomiques possibles de l’une des cellules filles, issue de la division de la cellule (A). (1 pt) 5- Calculez alors le nombre des combinaisons possibles des gamètes matures qui en résultent. Justifiez votre réponse. (0,5 pt) EXERCICE 2 :

(7 POINTS)

Madame X, 35 ans, mariée depuis 10 ans, elle n’a pas eu la chance d’avoir un enfant, pourtant son mari est fertile. Son médecin traitant lui demande d'établir sa courbe de température (doc. 1) et lui prescrit un dosage du taux de LH plasmatique (doc. 2).

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1- À partir d'une analyse comparative des courbes de températures et des résultats du dosage de LH et à l’aide de vos connaissances, précisez la cause principale de la stérilité de Madame X (1,5 pts). 2- Discutez la validité de chacune des hypothèses suivantes concernant l’origine de la stérilité observée chez Madame X (1,5 pts) : - Hypothèse 1 : La stérilité de Madame X est due à un disfonctionnement hypothalamique. - Hypothèse 2 : La stérilité de Madame X est due à un disfonctionnement hypophysaire. - Hypothèse 3 : La stérilité de Madame X est due à un disfonctionnement des ovaires. Suite à ces résultats, le médecin de Madame X propose un traitement au Clomiphène qui est un analogue structural des œstrogènes et inhibe leur action en se fixant préférentiellement sur les récepteurs hypothalamiques. Les résultats de ce traitement sont représentés par le document 3, ci-contre : 3- En vous basant sur l’analyse de ces résultats et à l’aide de vos connaissances, précisez l’hypothèse à retenir parmi celles proposées dans la question précédente. Justifiez votre réponse (2,5 pts). Peu de temps après le traitement au Clomiphène, le médecin prescrit à Madame X, un dosage urinaire de HCG. Le résultat de ce dosage est présenté dans le tableau du document 4, ci-dessous : Substance dosée HCG

Résultat du dosage (UI.L-1) 15

-

Valeurs de référence (UI.L-1) En dehors de la grossesse : ≤ 10 3 à 4 semaines de grossesse : 10 à 200 4 à 5 semaines de grossesse : 75 à 2600 5 à 6 semaines de grossesse : 850 à 20800

Document 4 : Dosage urinaire de HCG chez Madame X après traitement au Clomiphène 4- Que peut-on déduire de ce dosage ? D’après vos connaissances, précisez l'origine de la HCG et expliquez son rôle dans la grossesse (1,5 pts). Bon travail

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Vendredi 7 novembre 2014

Devoir de Contrôle N° 1

S.V.T.

Durée : 2 heures

Coefficient : 4

2014 – 2015

ème

4

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mr Ahmed Baccar

PREMIÈRE PARTIE (12 POINTS) QCM

4 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reportez sur votre double feuille, le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item.

1- La greffe d’un fragment du testicule au niveau du cou d’un mammifère mâle adulte castré : a- Rétablit uniquement la spermatogenèse. b- Rétablit uniquement les caractères sexuels secondaires. c- Rétablit la spermatogenèse et les caractères sexuels secondaires. d- Ne rétablit ni la spermatogenèse ni les caractères sexuels secondaires.

2- Les cellules désignées par la lettre (X) du document ci-contre, sont : a- Des spermatocytes I en division réductionnelle de la méiose. b- Des spermatocytes I en division équationnelle de la méiose. c- Des spermatocytes II en division réductionnelle de la méiose. d- Des spermatocytes II en division équationnelle de la méiose.

3- Au cours de la spermatogenèse, une spermatide subit : a- Une multiplication pour donner des spermatozoïdes. b- Une maturation pour donner un spermatozoïde. c- Un accroissement pour donner un spermatozoïde. d- Une différenciation pour donner un spermatozoïde.

4- Le schéma ci-contre, est une portion d’une coupe transversale d’un tube séminifère : a- D’un individu normal. b- D’un individu impubère. c- D’un individu atteint de la cryptorchidie. d- D’un individu incapable de synthétiser la testostérone.

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5- La progestérone : a- Stimule la contraction du myomètre. b- A un effet thermogène. c- Est une gonadostimuline. d- Est une gonadolibérine.

6- Le profil hormonal ci-contre, est celui : a- D’une femme réglée. b- D’une femme ménopausée. c- D’une femme hypophysectomisée. d- D’une femme ovariectomisée.

7- Chez la femme, la menstruation : a- Est déterminée par une chute des hormones ovariennes. b- Est déterminée par une chute des hormones hypophysaires. c- Fait suite à une levée du RC négatif, par les hormones ovariennes sur le CHH. d- Est déclenché suite à une stimulation de la dentelle utérine par les hormones ovariennes.

8- La partie encadrée en blanc dans la photographie ci-contre, représente : a- Les cellules lutéales du corps jaune. b- La granulosa d’un follicule cavitaire. c- La dentelle utérine. d- La glaire cervicale.

QROC 1 : L’OVOGENÈSE

4 POINTS

Le document ci-contre, montre d’une façon très schématique et dans le désordre, les différents types cellulaires observés pendant l’ovogenèse. (pour simplifier le schéma, on prend 2n = 4). 1- Identifiez chaque cellule par son nom, en reportant les lettres sur votre copie. Justifiez votre réponse en se basant sur la garniture chromosomique de chacune d’elles. (2 pts) 2- Classez les cellules (A), (B), (C) et (D) dans l’ordre chronologique de leur formation au cours de l’ovogenèse. (0,5 pt) La maturation ovocytaire, est l’une des phases de l’ovogenèse. Elle débute avant la naissance et se poursuit après la puberté jusqu’à la ménopause d’une façon cyclique. 3- À quel phénomène cellulaire correspond la maturation ovocytaire ? Expliquez alors cette maturation en précisant :  La chronologie de formation des différents types cellulaires observés précédemment.  Les différents blocages survenus durant cette maturation. (1,5 pts) Page 2 sur 4

QROC 2 : LE CYCLE OVARIEN

4 POINTS

Le document ci-contre, représente le schéma de deux structures qu’on peut observer dans les ovaires d’une femme normale, au cours de son cycle ovarien. 1- Nommez et annotez les structures (X) et (Z), en reportant les lettres et les numéros sur votre copie. (2,5 pts) 2- La structure (Z) résulte après un événement important dans la vie sexuelle de la femme.  Nommez cet événement et précisez son déterminisme hormonal. (1,5 pts) DEUXIÈME PARTIE : LA REPRODUCTION CHEZ L’HOMME

(8 POINTS)

Pour comprendre les relations fonctionnelles entre les testicules et l’axe hypothalamo-hypophysaire chez l’homme et le maintien de ses caractères sexuels secondaires, on réalise des expériences sur des animaux mammifères mâles : 1- Le document 1 ci-contre, correspond à l'enregistrement des variations de la concentration plasmatique de 3 hormones en fonction du temps, chez le bélier.  À partir de la simple observation des tracés de ce document, déduisez en expliquant :  le mode de sécrétion de ces 3 hormones.  la relation fonctionnelle entre hypothalamus, hypophyse et testicules. (1 pt) 2- On injecte régulièrement des gonadostimulines (A) et (B) à des rats mâles pubères hypophysectomisés. Les résultats sont représentés dans le tableau du document 2 suivant : Document 2 Cellules cibles (X) Cellules cibles (Y) Caractères sexuels secondaires Injection d’une hormone (A) Activées Inactivées Maintenus Injection d’une hormone (B) Inactivées Activées Régressés a- Exploitez les résultats fournis par le tableau du document 2 et utilisez vos connaissances, en vue d’identifier les cellules cibles (X) et (Y) et les hormones (A) et (B). (1,5 pts) b- Expliquez le maintien des caractères sexuels secondaires après injection de l’hormone (A). (0,5 pt) Page 3 sur 4

3- On injecte des doses régulières de deux hormones testiculaires (C) et (D) à un singe mâle adulte castré. Les résultats du dosage de la concentration plasmatique des hormones (A) et (B) vues précédemment, avant et après la castration du singe sont représentés par les tracés du document 3 ci-contre.  À partir de l’analyse de ces tracés et en faisant appel à vos connaissances :  identifiez les hormones (C) et (D).  déduisez en expliquant l’action des testicules sur l’axe hypothalamo-hypophysaire. (2,5 pts) 4- En se limitant aux conclusions dégagées dans les questions précédentes de cet exercice, faites un schéma bilan simplifié, illustrant les relations fonctionnelles entre les testicules et l’axe hypothalamohypophysaire chez l’homme et le maintien de ses caractères sexuels secondaires. (2,5 pts) BON TRAVAIL

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

AHMED BACCAR SVT

Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique SÉRIE D’EXERCICES CORRIGÉS (GÉNÉTIQUE DES DIPLOÏDES : CAS DE 2 GÈNES LIÉS) EXERCICE 1 (activité 6 page 95 du manuel scolaire) On dispose de 2 lignées pures de drosophile : une lignée sauvage à ailes longues et yeux rouges et une lignée mutante à ailes vestigiales (vg) et yeux pourpres (pr). On réalise les croisements suivants :  1er Croisement : drosophile à ailes longues et yeux rouges X drosophile à ailes vestigiales et yeux pourpres. La F1 obtenue est formée de 100% de drosophiles à ailes longues et yeux rouges (autant de femelles que de mâles).  2ème Croisement : voir ci-contre. 1- Analysez les résultats de ces croisements en vue de préciser : a- La relation de dominance entre les allèles de chaque couple en citant les allèles dominant et les allèles récessifs. b- La localisation des gènes sur les chromosomes. 2- Interprétez les résultats du 2ème croisement. a- En écrivant les génotypes de la descendance et leur proportion phénotypique. b- En comparant les résultats théoriques aux résultats expérimentaux. EXERCICE 2 (QROC) On considère 2 couples d’allèles (A, a) et (B, b) chez la drosophile avec (A) > (a) et (B) > (b). 1- Précisez le génotype de la F1 issue d’un croisement entre deux individus homozygotes différents dans chacun des cas suivants : a- Les gènes sont indépendants. b- Les gènes sont partiellement liés. 2- Précisez les types de gamètes produits par un individu mâle et un individu femelle de la F 1 et indiquez leurs proportions dans chacun des cas suivants : a- Les gènes sont indépendants. b- Les gènes sont partiellement liés sachant que le pourcentage de recombinaison est de 20%. EXERCICE 3 (QROC) Soit deux gènes A et B se présentant chacun sous deux formes alléliques (A1, A2) et (B1, B2) ; on croise un individu 1 de phénotype [A1 B1] avec un individu 2 de phénotype [A2 B2], on obtient les résultats suivants : 45 [A1 B2]

45 [A2 B1] Page 1 sur 4

5 [A1 B1]

5 [A2 B2]

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

AHMED BACCAR SVT

Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique Sachant que l’individu 2 est homozygote pour les deux gènes, déduisez : 1- Que les allèles A1 et B1 sont dominants. 2- Que le croisement réalisé est un test-cross. 3- Que l’individu 1 est hétérozygote pour les deux gènes. 4- Que les gènes A et B sont partiellement liés. 5- Que les descendants de phénotype recombiné résultent d’un brassage intrachromosomique. 6- Que la distance séparant les deux gènes est de 10 cM. 7- Le génotype de l’individu 1. EXERCICE 4 (Carte factorielle) Pour étudier la localisation de 3 gènes A, B et C sur le chromosome II de la drosophile, Morgan a réalisé les test-cross suivants : Test-cross réalisés Résultats

Test-cross pour Test-cross pour Test-cross pour la drosophile [AB] la drosophile [BC] la drosophile [AC] 455 [AB] 62 [aB] 453 [BC] 39 [bC] 473 [AC] 19 [aC] 58 [Ab] 425 [ab] 41 [Bc] 467 [bc] 21 [Ac] 487 [ac]

Question : Dressez à l’échelle, la carte factorielle du chromosome II de la drosophile. EXERCICE 5 Des souris à poils gris et lisses sont croisées avec d’autres à poils blancs et crépus. La F 1 obtenue comporte des animaux, tous au pelage gris et lisse. L’autofécondation de la F1 donne une F2 qui comporte 211 souris à poils gris et lisses et 69 souris à poils blancs et crépus. 1- Que déduisez-vous des résultats de chaque croisement ? 2- Vérifiez alors génétiquement et statistiquement les résultats des 2 croisements. 3- Prévoyez les résultats du croisement de F1 avec une souris à poils blancs et crépus. EXERCICE 6 Chez une femelle de drosophile, de phénotype [AD], prélevée à partir de la génération F1 issue d’un croisement entre deux parents de lignées pure, on établit la carte génétique présentée ci-contre : 1- a- Précisez les couples d’allèles considérés dans ce cas de croisement. b- Précisez la relation de dominance entre les allèles de chaque couple. Justifiez votre réponse. c- Indiquez le génotype de la femelle F1 et de ses parents. 2- a- La femelle F1 produit quatre types de gamètes. Lesquels ? Et dans quelles proportions ? b- Expliquez à l’aide d’un schéma le phénomène chromosomique à l’origine de la formation de ces gamètes. 3- Donnez les résultats du croisement entre la femelle F1 et un mâle de la même génération. Justifiez votre réponse. Page 2 sur 4

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

AHMED BACCAR SVT

Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique EXERCICE 7 On dispose de deux variétés pures d’une plante alimentaire : l’une à graines brunes et riches en amidon, l’autre à graines blanches et riches en sucre. Le croisement de ces deux variétés donne une F 1 où tous les individus ont des graines brunes et riches en amidon. On croise ensuite un individu de la F 1 avec un individu à graines blanches et riches en sucre. On obtient les résultats suivants : - 758 graines brunes et riches en amidon. - 66 graines brunes et riches en sucre. - 62 graines blanches et riches en amidon. - 714 graines blanches et riches en sucre. 123456-

Quels renseignements peut-on tirer des résultats du 1er croisement ? Identifiez le 2ème croisement. Justifiez votre réponse. Quels renseignements peut-on tirer de résultats du 2ème croisement ? Montrez par un schéma, comment le crossing-over permet d’obtenir 4 types de gamètes différents. Représentez la carte génétique du chromosome étudié. On veut sélectionner une variété pure possédant des graines brunes riches en sucre. Quels croisements doit-on réaliser ?

EXERCICE 8 Deux races pures de lapins sont croisées. L'une à pelage court et de couleur uniforme, l'autre à pelage angora et dont la robe est panachée de blanc. Toute la F 1 est composée d'animaux à poils courts et à robe panachée. La F2 obtenue par croisement d’une femelle de la F1 par un mâle à pelage uniforme et angora est constituée de : - 7 lapins à pelage court et panaché. - 190 lapins à pelage angora et panaché. - 9 lapins à pelage angora et uniforme. - 194 lapins à pelage court et uniforme. 1- Analysez et interprétez ces résultats. 2- Représentez la carte factorielle du chromosome en question. EXERCICE 9 Chez le cobaye, on connaît deux mutations affectant deux gènes. La première provoque la régression de certains doigts (caractère « pollex », noté « p ») et la seconde détermine l’apparition d’une fourrure rugueuse (caractère « rough fur », noté « r »). On croise un mâle et une femelle de cobayes « pollex et rough fur », on obtient une portée de 12 cobayes, tous « pollex et rough fur ». On réalise des test-cross en croisant individuellement les cobayes de cette portée avec des individus de phénotype normal noté « n » pour les deux caractères. Les résultats de ces test-cross obtenus sur plusieurs portées, sont répartis selon les 4 lots suivants : Page 3 sur 4

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

AHMED BACCAR SVT

Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique  Lot 1 : 1/4 des test-cross donne, une descendance homogène constituée entièrement de cobayes « pollex et rough fur »,  Lot 2 : 1/4 des test-cross donne, 71 cobayes normaux, 73 cobayes « pollex et rough fur », 109 cobayes « pollex » et 107 cobayes « rough fur »,  Lot 3 : 1/4 des test-cross donne, une moitié de cobayes « pollex et rough fur » et l’autre moitié de cobayes « pollex »,  Lot 4 : 1/4 des test-cross donne, une moitié de cobayes « pollex et rough fur », et l’autre moitié de cobayes « rough fur ». Questions 1- Analysez les résultats de ces croisements en vue de préciser : a- La pureté de la lignée parentale du premier croisement. b- La relation de dominance entre les allèles de chaque couple en citant les allèles dominant et les allèles récessifs. c- La localisation des gènes sur les chromosomes. 2- Déterminez en justifiant votre réponse, le génotype des cobayes testés ainsi que celui de leurs parents. 3- Interprétez les résultats du lot 2, en écrivant les génotypes de la descendance et leur proportion phénotypique théorique en pourcent (%) (tableaux de rencontre des gamètes à l’appui).

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Mardi 9 décembre 2014

2014 – 2015

Devoir de Synthèse N° 1

S.V.T.

Durée : 3 heures

Coefficient : 4

ème

4

Mr Ahmed Baccar

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mme Mihéla Lajmi

PREMIÈRE PARTIE (8 POINTS) QCM

4 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reportez sur votre double feuille, le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- L’ovariectomie bilatérale provoque : a- Une atrophie de l’utérus. b- Une atrophie de l’hypophyse. c- Une élévation du taux des gonadostimulines. d- Une diminution du taux des gonadostimulines. 2- Le muscle utérin (myomètre) se contracte : a- Sous contrôle des œstrogènes. b- Sous contrôle de la progestérone. c- Au cours de la phase prémenstruelle. d- Au cours de la phase post menstruelle. 3- Chez la femme suite à la nidation, il se produit : a- Une augmentation du taux de GnRH. b- Un rétrocontrôle positif sur le complexe hypothalamo-hypophysaire. c- Une diminution du taux de FSH et de LH. d- Une augmentation du taux de FSH et de LH.

5- La pilule combinée exerce : a- Un blocage de l’ovulation. b- Un rétrocontrôle négatif sur le complexe hypothalamo-hypophysaire. c- Un rétrocontrôle positif sur le complexe hypothalamo-hypophysaire. d- Un effet sur la glaire cervicale en la rendant perméable aux spermatozoïdes. 6- On envisage la FIVETE dans le cas : a- D’une femme ovariectomisée. b- D’une stérilité due à un trouble de l’ovulation. c- D’une stérilité due à un trouble de réceptivité du sperme. d- D’une obstruction des trompes. 7- Le bec de lièvre est une malformation congénitale : a- Liée à l’alcoolisme. b- Liée au tabagisme. c- Caractérisée par une fente de la lèvre supérieure. d- Caractérisée par un petit pourtour crânien.

4- Les enzymes de l’acrosome du spermatozoïde : 8- Deux chromosomes homologues : a- Hydrolysent localement la zone pellucide. a- Portent les mêmes gènes et les mêmes allèles. b- Hydrolysent les récepteurs membranaires de b- Portent les mêmes gènes mais pas forcément les la zone pellucide. mêmes allèles. c- Hydrolysent les antigènes situés sur la tête c- Ne portent pas les mêmes gènes car ils ne des spermatozoïdes. proviennent pas du même individu. d- Assurent la reconnaissance entre les d- S’unissent au moment de la fécondation et se gamètes. séparent lors de la méiose.

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QROC : PROCRÉATION HUMAINE

4 POINTS

Les structures A et B du document ci-contre, s’observent dans deux organes différents de l’appareil génital de la femme. On a volontairement réduit le nombre des chromosomes à 2n = 4. 1- Identifiez les structures A et B et dites à quels endroits précis de l’appareil génital les trouve-t-on. (1 pt) 2- Annotez ces structures, en reportant les lettres (a, b, c, d et e) sur votre copie et identifiez, dans chaque structure, le phénomène observé. (1,75 pts) 3- Les éléments « b » de la structure A, ne se trouvent pas dans la structure B. Expliquez leur disparition et citez leur rôle. (0,5 pt) 4- En partant de la structure A et en respectant l’aspect des chromosomes, utilisez deux couleurs différentes pour schématiser dans des cercles, les garnitures chromosomiques certaines ou possibles, uniquement des deux éléments « c » de la structure B. (0,75 pt) DEUXIÈME PARTIE (12 POINTS) EXERCICE 1 : REPRODUCTION HUMAINE

7 POINTS

On cherche à déterminer l’origine de deux hormones analogues H1 et H2 et à préciser leurs rôles dans la fonction reproductrice chez la femme. Plusieurs documents sont alors fournis. 1- Le document 1 ci-dessous, montre le taux plasmique de la progestérone chez la femme dans trois situations différentes : - Femme F1 normale sans grossesse. - Femme F2 à qui on a injecté l’hormone H1 radioactive du 21ème au 28ème jour du cycle. - Femme F3 enceinte.

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a- Attribuez à chaque femme, le tracé qui correspond à sa situation. (0,75 pt) b- Décrivez la variation du taux plasmique de la progestérone chez les trois femmes, pendant la phase postovulatoire, en tenant compte de leur situation (0,75 pt), afin : - De déduire le rôle de l’hormone H1. (0,25 pt) - D’expliquer le déterminisme de la menstruation. (0,5 pt) 2- Le document 2 ci-dessous, montre des coupes longitudinales d’ovaire et d’utérus pouvant être présentées par la femme F2. La granulation observée dans la coupe d’ovaire, matérialise la radioactivité.

Coupe d’ovaire

Coupe d’utérus au jour 21

Coupe d’utérus au jour 28

a- Exploitez les données du document 2 afin de préciser le niveau d’action de l’hormone H 1. (0,5 pt) b- Mettez en relation les données des documents 1 et 2 afin d’expliquer dans l’intervalle de temps [21, 28], les modifications hormonales et anatomiques constatées chez la femme F 2. (0,75 pt) c- Proposez deux hypothèses possibles relatives au nom de l’hormone H1. (0,5 pt) 3- Afin de confirmer l’une des hypothèses proposées, on étudie les taux plasmatiques des hormones H 1 et H2 qui ont été effectués chez la femme F3 au cours de son cycle avec grossesse. Le document 3 ci-dessous, montre les résultats obtenus.

a- À partir de l’étude du document 3 et en intégrant vos connaissances, identifiez les hormones H1 et H2 et précisez leur origine. (1 pt) b- À partir des données précédentes et de vos connaissances, donnez une explication à la variation du taux de l’hormone H2 dosée chez la femme F3 dans l’intervalle de temps [-2, 12]. (1 pt) Page 3 sur 4

4- En se basant sur toutes les déductions précédentes, établissez dans l’intervalle de temps [-2, 12], un schéma qui montre les liens fonctionnels existant entre les organes et les hormones (H1, H2 et progestérone) qui sont mis en jeu chez la femme F3 pour maintenir la grossesse. (Reproduisez le modèle ci-contre et utilisez des flèches et des signes + et -). (1 pt) EXERCICE 2 : GÉNÉTIQUE DES DIPLOÏDES

5 POINTS

On croise entre eux, deux souches pures de drosophiles, l’une à corps gris et yeux bruns, l’autre à corps ébène et yeux rouges. Tous les individus de la F1, ont le corps gris et les yeux rouges. La F2 issus du croisement d’un couple pris au hasard de la F1, est hétérogène. On choisit de la F2, deux individus (D1 et D2) à corps gris et yeux rouges et deux individus à corps ébène et yeux bruns.  On croise la drosophile D1 avec l’une des drosophiles à corps ébène et yeux bruns. On obtient : - 25% drosophiles à corps gris et yeux rouges, - 25% drosophiles à corps gris et yeux bruns, - 25% drosophiles à corps ébène et yeux rouges, - 25% drosophiles à corps ébène et yeux bruns.  On croise la drosophile D2 avec l’autre drosophile à corps ébène et yeux bruns. On obtient : - 50% drosophiles à corps gris et yeux rouges, - 50% drosophiles à corps gris et yeux bruns. 1- Précisez en justifiant votre réponse, la relation entre les allèles pour les deux caractères héréditaires étudiés. (1 pt) 2- Montrez que les deux gènes sont localisés sur deux autosomes différents. (1 pt) 3- À l’aide de symboles appropriés, écrivez le génotype des drosophiles D1 et D2. Justifiez votre réponse. (1 pt) 4- Schématisez le comportement des chromosomes en anaphase I et II de la méiose, ayant abouti aux différents types de gamètes de D1. Nommez le mécanisme à l’origine de cette diversité. (2 pts)

BON TRAVAIL

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Lundi 18 avril 2016

S.V.T

Devoir de Contrôle N° 3 (CORRECTION)

Coefficient : 4

Durée : 2 heures

2015 – 2016

ème

4

Coefficient : 1

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mr Ahmed Baccar

PREMIÈRE PARTIE (12 POINTS) QCM

4 POINTS Items Réponse(s) correcte(s)

1

2

3

4

5

6

7

8

ac

b

bd

a

cd

ad

ab

c

EXERCICE 1 : LE FONCTIONNEMENT DU MUSCLE SQUELETTIQUE

4 POINTS

Les équations biochimiques  La chaleur initiale de contraction qui provient de la réaction suivante :

 La chaleur initiale de relâchement qui provient de la réaction suivante :

 La chaleur retardée qui provient de la réaction suivante : Page 1 sur 3

EXERCICE 2 : LA RÉGULATION DE LA PRESSION ARTÉRIELLE

4 POINTS

DEUXIÈME PARTIE (8 POINTS) EXERCICE 1 : LE FONCTIONNEMENT DU MUSCLE SQUELETTIQUE

4 POINTS

1- Deux hypothèses concernant la cause probable de la rigidité cadavérique. (0,5 pt)  Hypothèse 1 : La rigidité cadavérique est due à une forte teneur en ions Ca++ dans le sarcoplasme des fibres musculaires.  Hypothèse 2 : La rigidité cadavérique est due à l’absence de l’ATP dans le sarcoplasme des fibres musculaires. 2- Analyse de l’expérience pour en déduire les conditions nécessaires de la contraction et du relâchement musculaire. (1,5 pts) L’ajout d’ions calcium dans un milieu nutritif contenant des myofibrilles isolées (au temps T1), ne permet pas la contraction des myofibrilles. L’ajout de l’ATP en plus du calcium (au temps T2), permet la contraction des myofibrilles.  L’ATP et les ions calcium ensemble, sont indispensables à la contraction musculaire. L’élimination de l’ATP seul (au temps T3), ne permet pas le relâchement des myofibrilles, elles restent contractées. Par contre, l’élimination du calcium seul (au temps T4), provoque le relâchement des myofibrilles.  C’est seulement l’ATP qui permet aux muscles de se relâcher. 3- À partir des résultats de l’analyse clinique et des déductions de l’expérience : a- Confirmation de la validité de l’une des hypothèses proposées. (0,25 pt) Les résultats de l’analyse clinique et les déductions de l’expérience confirment la validité de l’hypothèse 2 : la rigidité cadavérique est due à l’absence de l’ATP dans le sarcoplasme des fibres musculaires. Page 2 sur 3

b- Expliquons les résultats de l’analyse clinique. (0,75 pt) Après la mort, la régénération de l’ATP est impossible par manque d’O2 (respiration interrompu), d’où une concentration quasi nulle d’ATP dans la fibre musculaire. De plus, le retour du calcium dans les citernes du réticulum sarcoplasmique, se fait par transport actif (qui nécessite l’ATP), d’où une forte teneur en ions Ca++ dans la fibre musculaire. c- Expliquons le phénomène de la rigidité cadavérique après la mort. (1 pt) Pour que le muscle retrouve son état relâché, il faut que les têtes de myosine se détachent des filaments d’actine. Cette action n’est possible que si une nouvelle molécule d’ATP vient se fixer sur la tête de myosine. Mais, après la mort, les myofilaments d’actine et de myosine, restent liés entre eux sans pouvoir se détacher par manque d’ATP, ce qui provoque la rigidité cadavérique observée. EXERCICE 2 : LA RÉGULATION DE LA PRESSION ARTÉRIELLE

4 POINTS

1- Analyse des données du tableau pour expliquer les causes de l’hypertension rénovasculaire. (2 pts) Le tableau du document 1, montre les conséquences de la sténose rénale sur la sécrétion de rénine. Lorsque le débit de l’artère rénale est diminué par une sténose, la sécrétion de rénine par le rein est deux fois plus élevée par rapport à la sécrétion normale. C’est donc la baisse de la pression sanguine dans l’artère rénale qui déclenche la sécrétion de rénine. Cela montre que, dans les conditions physiologiques, le taux de rénine sécrété par les reins est inversement proportionnel à la pression sanguine qui règne dans l’artère rénale. Explication : La rénine est responsable indirectement d’une augmentation de la pression artérielle. En effet, elle transforme l’angiotensinogène (précurseur inactif) fabriqué par le foie en angiotensine (hormone active). Or, cette dernière a une double action : - Elle provoque une vasoconstriction, donc une augmentation des résistances périphériques qui a pour conséquence de faire augmenter la pression artérielle. - Elle stimule la sécrétion de l’aldostérone par les corticosurrénales ce qui, indirectement, tend aussi à augmenter la pression artérielle. En effet, l’aldostérone agit sur les reins (tube contourné distal du néphron) en augmentant la réabsorption du sodium et donc de l’eau (hypervolémie) d’où une augmentation de la pression artérielle. 2- Analyse de l’expérience pour expliquer le mode d’action de l’Aliskiren pour le traitement de l’hypertension rénovasculaire. (2 pts) - Au début de l’expérience : Avant de serrer la ligature, le taux plasmatique de la rénine et de l’angiotensine est nul, alors que le taux de l’angiotensinogène est de 5 u.a. - Au temps T1 = 1 h : Le rétrécissement progressif de l’artère rénale, lorsqu’on effectue une ligature de plus en plus serrée (jusqu’à 70%), entraîne une élévation du taux plasmatique de la rénine (de 0 à 3 u.a.), suivie d’une élévation du taux plasmatique d’angiotensine (de 0 à 4 u.a.) et d’une baisse du taux plasmatique de l’angiotensinogène (de 5 à 1 u.a.). - Au temps T2 = 2 h : La perfusion intraveineuse pendant une heure d’une solution physiologique contenant l’Aliskiren, tout en lassant la ligature serrée à 70%, rétablit le taux de chacune des trois substances à leur valeur initiale. Explication : L’Aliskiren est un analogue structural de l’angiotensinogène. On peut supposer, que les deux molécules ont la même structure tridimensionnelle. L’Aliskiren se fixe sur le site actif de la rénine (enzyme) à la place de l’angiotensinogène (substrat) en lui faisant perdre son pouvoir enzymatique et en l’empêchant de catalyser la conversion de l’angiotensinogène en angiotensine. Ainsi, l’Aliskiren est un inhibiteur de la rénine. L’angiotensinogène ne se transforme pas alors en angiotensine, d’où la disparition des signes de l’hypertension rénovasculaire, l’individu se soulage en bloquant l’action de la rénine. Page 3 sur 3

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S.V.T.

Le 10 mai 2012

Durée : 3 heures

2011 – 2012

Coefficient : 4

4ème Année Sciences Expérimentales

Mr Ahmed Baccar

Mme Mihéla Lajmi

PREMIERE PARTIE (8 points) Exercice 1 : QCM

(4 points)

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou plusieurs réponses correctes. Reporter sur votre double feuille (tableau) le numéro de chaque item et indiquer dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1) Les points communs à la spermatogenèse et à 5) La probabilité des gamètes de type AB produits par un l’ovogenèse sont : sujet de type Ab//aB est de 5%. Dans ce cas, la a. Toutes les deux se déroulent d’une manière distance entre les deux gènes est de : continue, a. 0 centimorgan, b. Toutes les deux commencent à partir de la b. 5 centimorgan, puberté, c. 10 centimorgan, c. Toutes les deux aboutissent à la formation de d. 20 centimorgan. cellules haploïdes, d. Toutes les deux se déroulent entièrement dans les 6) Pour le système ABO, dans le cas où les hématies d’un gonades. individu X sont agglutinées par le plasma d’un individu Y, on peut déduire que : 2) Dans le testicule, les cellules interstitielles ont pour a. Les deux individus X et Y sont du même groupe rôle : sanguin, a. La sécrétion de LH, b. Les deux individus X et Y sont de groupes sanguins b. La nutrition des spermatozoïdes, différents, c. La production de spermatozoïdes, c. L’individu X peut être du groupe sanguin O, d. La sécrétion de testostérone. d. L’individu Y peut être du groupe sanguin O. 3) La sécrétion importante d’œstradiol par le follicule 7) La sérothérapie consiste en l’injection d’un sérum mûr : contenant : a. Stimule la sécrétion de LH, a. Des anticorps contre un antigène donné à un b. Inhibe la sécrétion de LH, individu infecté par le même antigène, c. Exerce un rétrocontrôle positif sur l’hypophyse, b. Des microbes tués (ou atténués) à un individu sain, d. Exerce un rétrocontrôle négatif sur l’hypophyse. c. Des lymphocytes B (LB) à un individu infecté par un antigène donné, 4) Dans le cas d’une maladie autosomale dominante : d. Des lymphocytes T (LT) à un individu infecté par un a. Un sujet atteint est obligatoirement homozygote, antigène donné. b. Un descendant sain provient des parents dont l’un est homozygote atteint, 8) Les mastocytes : c. Un garçon atteint a le chromosome sexuel Y a. Sont des cellules immunitaires, porteur de l’allèle de la maladie, b. Sécrètent les anticorps IgE, d. La maladie s’exprime à l’état homozygote et à c. Sécrètent de l’histamine, l’état hétérozygote. d. Interviennent dans les réactions allergiques.

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Exercice 2 : QROC

(4 points)

1) Le fonctionnement de l’appareil reproducteur mâle est sous contrôle hormonal. Pour montrer la relation entre l’hypophyse antérieure et les testicules, on réalise plusieurs injections de gonadostimulines à des animaux impubères ; certains lots sont traités par des injections de FSH, d’autres par des injections de LH. Les résultats sont indiqués dans le tableau suivant : Expériences Injection de LH à l’animal impubère Injection de FSH à l’animal impubère

Cellules germinales

Cellules de Sertoli

Cellules Caractères sexuels de Leydig secondaires

Au repos

Peu développées

Activées

Développés

Activées

Développées

Inactivées

Absentes

Question : À partir de l’analyse de ces résultats et de vos connaissances, expliquez le mode d’action de l’antéhypophyse sur le fonctionnement testiculaire (2 pts). 2) Les groupes sanguins du système ABO sont déterminés par les agglutinogènes et les agglutinines. a. Que représentent les agglutinogènes et les agglutinines ? (1 pt). b. Indiquez le principe à appliquer pour réussir une transfusion sanguine (0,5 pt). c. Représentez par un schéma légendé, le résultat d’une transfusion sanguine entre un donneur du groupe [A] et un receveur du groupe [B] (0,5 pt). DEUXIEME PARTIE (12 points) Exercice 1 : La génétique des diploïdes

(4 points)

On a réalisé des croisements entre drosophiles appartenant à deux lignées différentes par deux caractères héréditaires : « la taille des ailes » et « la couleur du corps ». - Le croisement d’une femelle aux ailes longues et au corps gris avec un mâle aux ailes vestigiales et au corps ébène, a donné 512 drosophiles aux ailes longues et au corps gris. - Le croisement d’une femelle obtenue en F1 avec un mâle aux ailes vestigiales et aux corps ébène, a donné les proportions suivantes : 492 drosophiles aux ailes longues et corps gris. 515 drosophiles aux ailes vestigiales et corps gris. 509 drosophiles aux ailes longues et corps ébène. 487 drosophiles aux ailes vestigiales et corps ébène. 1) À partir des résultats du 1er et du 2ème croisement et de vos connaissances, précisez en justifiant (2 pts) : a. La pureté de la lignée parentale. b. La relation de dominance entre le couple d’allèles de chaque gène. c. Le nom du 2ème croisement. d. La localisation chromosomique des gènes en question. 2) Proposez des symboles adéquats pour chaque couple d’allèles et interprétez les résultats du 1er et du 2ème croisement (2 pts). a. En écrivant dans un tableau commun, le génotype des parents et des descendants pour déterminer les proportions théoriques de la descendance. b. En comparant les résultats théoriques aux résultats expérimentaux. Que peut-on confirmer ? Page 2 sur 3

Exercice 2 : La fonction reproductrice chez la femme

(4 points)

Au cours de la vie, la fécondité de la femme évolue. Au-delà de 50 ans, les ovulations cycliques et les menstruations disparaissent. On cherche à expliquer les mécanismes à l'origine de ces modifications. 1) À partir de l'analyse du document 1B cidessous, par comparaison au document 1A et à partir de vos connaissances, expliquez la disparition des menstruations chez la femme de 50 ans (2 pts). 2) Exploitez le document 2 ci-dessous, pour dégagez la cause de la baisse de fertilité chez la femme de 50 ans et expliquez les modifications hormonales enregistrées (2 pts).

Exercice 3 : L’immunité

(4 points)

Chez un individu immunisé contre la pneumonie, on prélève dans les tissus lymphoïdes secondaires des macrophages (M) et des Lymphocytes (L). Par une technique approprié, on peut séparer les LT des LB. On réalise ensuite l’expérience décrite dans le document ci-dessous :

1) Précisez le rôle des macrophages (M) et des lymphocytes (T) dans cette expérience (1,5 pts). 2) À partir de l’analyse des résultats de cette expérience et de vos connaissances, dégagez les conditions de la prolifération des lymphocytes (B) (1,5 pts). 3) En se référant à cette expérience, réalisez un schéma légendé de synthèse, illustrant les conditions nécessaires pour le déroulement normal d’une réponse immunitaire spécifique (1 pt). Bon travail Page 3 sur 3

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2013 – 2014

Correction du Devoir de Contrôle N° 2

S.V.T.

ème

4

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mr Ahmed Baccar

PREMIÈRE PARTIE (12 POINTS) EXERCICE 1 : QCM

4 POINTS Items Réponse(s) correcte(s)

1

2

3

4

5

6

7

8

c

a

bd

ab

d

c

a

b

EXERCICE 2 : QROC

3 POINTS

1- L’intérêt du diagnostic prénatal est de détecter, chez une femme enceinte et ayant un risque de donner un enfant atteint d'une maladie héréditaire, si l’embryon ou le fœtus est atteint ou non. 2- Le diagnostic prénatal repose sur des analyses faites sur des cellules embryonnaires ou fœtales prélevées le plus tôt possible par plusieurs techniques (amniocentèse, cordocentèse et choriocentèse). Les cellules prélevées sont mises en culture pendant 2 à 3 semaines à 37°C pour qu’elles soient utilisées dans la détection des maladies génétiques (aberrations chromosomiques et maladies géniques). Le dépistage d’une maladie génique consiste à repérer des anomalies existant au niveau de l’ADN ainsi que des anomalies portant sur les molécules dont la synthèse est sous contrôle génique (enzymes et protéines). 3- La détection d’un gène morbide se fait selon les étapes suivantes : 1) Extraction et fragmentation de l’ADN par des enzymes de restriction, 2) Séparation des brins d’ADN selon leur taille par électrophorèse sur gel d’agarose, 3) Transfert sur une feuille de nitrocellulose, 4) Dissociation des brins d’ADN par la chaleur ou NaOH, 5) Incubation des brins d’ADN avec la sonde moléculaire radioactive, 6) Autoradiographie et révélation du couple gène-sonde sur un film photographique. EXERCICE 3 : GÉNÉTIQUE HUMAINE

5 POINTS

1- L’allèle « h » est récessif puisqu’un couple sain peut avoir des enfants malades. En effet, le couple I 1 et I2 sont phénotypiquement sains et ils ont eu l’enfant II4 malade. 2- Déterminons, si la maladie est autosomique ou liée au chromosome X : a- Hypothèse 1 : La maladie est autosomique : Deux parents phénotypiquement sains, peuvent donner des enfants malades, ce qui est le cas pour le couple I1 et I2 puisque leur enfant II4 est malade. L’hypothèse est alors acceptée. Page 1 sur 4

b- Hypothèse 2 : La maladie est liée au chromosome X : Un couple sain, peut donner des garçons malades, si la mère est hétérozygote pour la maladie. En effet, les garçons héritent l’allèle récessif de leur mère, ce qui est le cas pour le couple I 1 et I2 puisque leur garçon II4 est malade. L’hypothèse est aussi acceptée. 3- Les résultats de l’électrophorèse montrent que : - L’individu II4, présente une seule bande au 2ème niveau et il est malade homozygote. Donc l’allèle représenté par cette bande est « h » responsable de la maladie. De même que pour le fœtus. - Le père II1, présente une seule bande au 1er niveau et il est sain homozygote. Donc l’allèle représenté par cette bande est l’allèle « s » qui entraîne une coagulation normale du sang. - La mère II2, présente deux bandes. Elle est donc porteuse saine (hétérozygote). Les résultats de l’électrophorèse excluent l’hypothèse 1 (maladie autosomique) car dans le cas des maladies autosomiques, si le père est sain homozygote et la mère est porteuse saine, tous leurs enfants seront sains. Or le fœtus va naître malade et ne peut être qu’un garçon. Donc la maladie est liée au chromosome X. Conclusion : La maladie est donc récessive liée au chromosome X. 4- On pose : - S : L’allèle normal. - h : L’allèle responsable de la maladie. - Avec S > h (S domine h) Individus Génotypes

II1 𝑿𝒔 ̿̿̿ 𝒀

DEUXIÈME PARTIE : GÉNÉTIQUE DES DIPLOÏDES

II2 𝑿𝒔 ̿𝑿 ̿̿̿𝒉

II3 𝑿𝒔 ̿̿̿ 𝒀

II4 𝑿𝒉 ̿̿̿ 𝒀

Fœtus 𝑿𝒉 ̿̿̿ 𝒀 8 POINTS

1- Analyse des résultats du 1er et du 2ème croisement : a- Les résultats du 1er et du 2ème croisement (croisement de deux individus appartenant à la même lignée) montrent une descendance hétérogène.  La lignée parentale n’est pas pure (les souches S1 et S2 sont des hybrides). b- Les résultats du 1er et du 2ème croisement ne montrent pas un phénotype intermédiaire. De plus, chaque souche possède un allèle dominant représenté par la forte proportion de sa descendance et un allèle récessif représenté par la faible proportion de sa descendance.  Il s’agit d’un cas de dominance absolue où les allèles dominants sont partagés entre les deux souches. Les allèles « corps gris » et « soies lisses » sont dominants par rapport aux allèles « corps noir » et « soies crochues » qui sont récessifs. 2- Analyse des résultats du 3ème et du 4ème croisement : - 3ème croisement : Le croisement de S1 avec S2, a permis de donner une descendance D équiprobable (¼ + ¼ + ¼ + ¼) qui rappelle les résultats d’un test-cross de gènes indépendants. Or, les parents S1 et S2 sont tous les deux hybrides (aucun parent n’est doublement récessif).  Ce croisement n’est pas un test-cross de gènes indépendants. Page 2 sur 4

-

4ème croisement : Le croisement des femelles de la D1 avec des mâles de la D4, a fourni une génération G hétérogène formée de 4 phénotypes différents, 2 parentaux et 2 recombinés moins fréquent. Ce croisement est un test-cross car le testeur D4 est doublement récessif (lignée pure) et D1 est doublement dominant. Si les gènes sont indépendants, on aurait trouvé 4 phénotypes équiprobables avec les proportions théoriques de (¼ + ¼ + ¼ + ¼), or ce n’est pas le cas.  Les deux couples d’allèles sont donc situés sur la même paire d’autosomes : Les deux gènes sont partiellement liés.

3- Chaque caractère héréditaire est contrôlé par un couple d’allèles. On pose : (G, n) contrôle la couleur du corps : (L, c) contrôle l’aspect des soies : - (G) : Corps gris, - (L) : Soies lisses, - (n) : Corps noir, - (c) : Soies crochues, - avec (G) > (n). - avec (L) > (c).

4- Le nombre total des descendants obtenus dans le 4ème croisement est égal 1000 (468 + 472 + 32 + 28). Soit (p) le pourcentage des phénotypes recombinés après un test-cross. (𝐩) =

𝐍𝐨𝐦𝐛𝐫𝐞 𝐝′ 𝐢𝐧𝐝𝐢𝐯𝐢𝐝𝐮𝐬 à 𝐩𝐡é𝐧𝐨𝐭𝐲𝐩𝐞 𝐫𝐞𝐜𝐨𝐦𝐛𝐢𝐧é 𝐚𝐩𝐫è𝐬 𝐮𝐧 𝐭𝐞𝐬𝐭𝐜𝐫𝐨𝐬𝐬 × 𝟏𝟎𝟎 𝐍𝐨𝐦𝐛𝐫𝐞 𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥 𝐝𝐞𝐬 𝐢𝐧𝐝𝐢𝐯𝐢𝐝𝐮𝐬 Page 3 sur 4

(p) = Phénotypes Résultats Expérimentaux en % Résultats Théoriques en %

[G L] + [n c] 32 + 28 × 100 = × 100 = 𝟔% total 1000

G1 : [G c] 𝟒𝟔𝟖 × 𝟏𝟎𝟎 𝟏𝟎𝟎𝟎 = 𝟒𝟔, 𝟖%

G2 : [n L] 𝟒𝟕𝟐 × 𝟏𝟎𝟎 𝟏𝟎𝟎𝟎 = 𝟒𝟕, 𝟐%

G3 : [G L] 𝟑𝟐 × 𝟏𝟎𝟎 𝟏𝟎𝟎𝟎 = 𝟑, 𝟐%

G4 : [n c] 𝟐𝟖 × 𝟏𝟎𝟎 𝟏𝟎𝟎𝟎 = 𝟐, 𝟖%

𝟏𝟎𝟎 − 𝟔 = 𝟒𝟕% 𝟐

𝟏𝟎𝟎 − 𝟔 = 𝟒𝟕% 𝟐

𝟔 = 𝟑% 𝟐

𝟔 = 𝟑% 𝟐

Conclusion : Les résultats théoriques obtenus sont conformes aux résultats expérimentaux, les faibles écarts sont dus au hasard. Les deux caractères héréditaires sont bel et bien contrôlés par deux couples d'allèles (dihybridisme), situés sur la même paire d'autosome (gènes partiellement liés) avec une relation de dominance entre les couples d’allèles d’un même gène (dominance absolue).

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 5 : L’hygiène du système nerveux CORRECTION DE LA SÉRIE D’EXERCICES CORRECTION DE L’EXERCICE 1 (QROC) 1- Description des étapes de la transmission nerveuse au niveau d’une synapse à dopamine : 1. Libération de la dopamine dans la fente synaptique suite à l’arrivée d’un message nerveux. 2. Fixation de la dopamine sur ses récepteurs au niveau de la membrane postsynaptique. 3. Dépolarisation de la membrane postsynaptique. 4. Recapture de la dopamine par ses transporteurs. 2- Explication du mode d’action de la cocaïne sur la transmission synaptique : La cocaïne est une molécule qui a la même configuration spatiale que la dopamine, elle se fixe sur les transporteurs de la dopamine ce qui empêche la recapture de ce neurotransmetteur. Ainsi la dopamine reste fixée longtemps sur les récepteurs de la membrane postsynaptique entraînant des réactions biochimiques qui augmentent la sensation de plaisir et d’euphorie. 3- Définition de la drogue : La drogue est une substance naturelle ou synthétique qui modifie le fonctionnement des synapses dopaminergiques donnant pendant un certain temps des sensations de plaisir et d’euphorie. CORRECTION DE L’EXERCICE 2 1- Analyse du graphique : On constate que la sensation d’euphorie, évaluée sur une échelle de 0 à 3 (unité arbitraire) par le consommateur lui-même, commence à être ressentie 1 minute environ après la prise de drogue. Elle atteint son maximum (pic) 3 minutes après la prise de drogue, puis diminue doucement à une intensité de 0,5 unité en 5 minutes. 2- On sait que la cocaïne empêche la recapture de la dopamine et que la dopamine est un neurotransmetteur intervenant dans la sensation de plaisir et d’euphorie. - Puisque la recapture de la dopamine dans le neurone présynaptique est bloquée, la quantité de dopamine dans la fente synaptique reste constamment en excès. Le neurone postsynaptique est constamment suractivé, ce qui crée une sensation de plaisir et d’euphorie. - Cette sensation d’euphorie n’est pas durable (une dizaine de minutes). En effet, dès que la cocaïne commence à être éliminée par l’organisme, cela permet d’arrêter l’augmentation de la quantité de dopamine dans la fente synaptique entraînant l’arrêt de la suractivité du neurone postsynaptique. 3- Les effets de la prise répétée de drogues sur l’organisme : - La dépendance : C’est l’état où on ne peut plus s’en passer de consommer la drogue. La dépendance peut être physique (qui touche le corps) ou psychique (qui touche le mental).  La dépendance physique : Si on arrête brusquement la prise de drogues, on ressent des symptômes variés (douleurs, crampes, nausées, vomissements etc.) dus au manque physique.  La dépendance psychique : Si on arrête brusquement la prise de drogues, on ressent des malaises psychiques (syndrome de manque), par exemple une envie irrépressible de reprendre la même drogue, de l’angoisse, voire de la dépression. Page 1 sur 3

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 5 : L’hygiène du système nerveux -

La tolérance ou l’accoutumance : C’est la tendance à augmenter les doses pour éviter le manque et pour obtenir les mêmes effets d’euphorie (l’organisme s’habitue à la drogue) d’où le risque de surdosage (overdose). Du fait de ces effets, la prise répétée de drogue est particulièrement néfaste, une fois la dépendance installée, la vie quotidienne du toxicomane tourne presque exclusivement autour de la recherche et de la prise du produit, ce qui s’accompagne d’une forte altération de la vie familiale et sociale.

CORRECTION DE L’EXERCICE 3 Analyse des graphes a et b - Graphe a : Chez l’animal intacte, la tonte provoque une augmentation brusque et précoce (10 min) des catécholamines (adrénaline et noradrénaline), tandis que la sécrétion des glucocorticoïdes (cortisol par exemple) est tardive (30 min) et durable. - Graphe b : Chez l’animal dont les nerfs splanchniques sont sectionnés (séparation des glandes surrénales du système nerveux), on constate que les taux des catécholamines n’augmentent pas, alors que la sécrétion du cortisol est analogue à celle constatée chez le mouton intacte. Déduction : Le stress émotionnel qui résulte de la tonte, fait intervenir des centres nerveux supérieurs (cortex) qui stimulent l’hypothalamus. Ce dernier fait subir à l’organisme des réponses neurohormonales de deux manières : - Activation des nerfs splanchniques innervant les médullosurrénales d’où la décharge de catécholamines (adrénaline et noradrénaline). - l’hypothalamus sécrète une neurohormone : la corticolibérine qui stimule la sécrétion de l’ACTH par l’hypophyse. Cette hormone agit sur les corticosurrénales qui sécrètent le cortisol. L’organisme est ainsi apte à réagir rapidement à une situation stressante. CORRECTION DE L’EXERCICE 4 1- Origine de certaines hormones intervenant dans le stress et leur effet biologique : - L’adrénaline : Sécrétée par les médullosurrénales. Elle déclenche les réactions immédiates de la phase d’alarme en provoquant une augmentation du rythme cardiaque et respiratoire, une augmentation de la Pa, une dilatation de la pupille, une élévation de la glycémie… - L’ACTH : Sécrétée par l’hypophyse. Elle stimule la sécrétion du cortisol par les corticosurrénales. - La thyroxine : Sécrétée par la thyroïde. Elle intervient dans la phase d’adaptation en stimulant le métabolisme énergétique (production d’ATP). - Le cortisol : Sécrété par les corticosurrénales durant la phase d’adaptation en favorisant la néoglucogenèse. 2- Analyse du graphique et identification des hormones A et B : - Au début du stress, le taux de l’hormone A, augmente brusquement, de 0,2 à un pic de 2,4 ng/mL en quelques minutes (2 à 3) puis il diminue et revient au taux initial. Il s’agit de l’adrénaline. - Lorsque le stimulus stressant se prolonge, le taux de l’hormone B, augmente à partir de t = 4 minutes de 10 ng/mL à 25 ng/mL à t = 30 minutes. Lorsque le stimulus stressant disparaît, la sécrétion de l’hormone B diminue progressivement et revient à sa valeur initiale. Il s’agit du cortisol. Page 2 sur 3

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 5 : L’hygiène du système nerveux 3- Les mécanismes qui ont conduit à la sécrétion de l’adrénaline et du cortisol : - L’adrénaline est secrétée au début du stress au moment de la phase d’alarme (doc. 1 ci-dessous). - Le cortisol est secrété lorsque le stress se prolonge, l’animal entre en phase de résistance ou d’adaptation (doc. 2 ci-dessous).

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique CORRECTION DE LA SÉRIE D’EXERCICES (GÉNÉTIQUE DES DIPLOÏDES : CAS DE 2 GÈNES LIÉS) CORRECTION DE L’EXERCICE 1 (activité 6 page 95 du manuel scolaire) 1- Analyse des résultats des deux croisements : a- Le 1er croisement de deux individus P1 et P2 appartenant à deux lignées différentes et pures, donne une 1ère génération F1 homogène (100%), composée de drosophiles sauvages (autant de mâles que de femelles). La 1ère loi de Mendel est vérifiée.  Les descendants de la F1 sont alors des hybrides hétérozygotes, qui possèdent le même phénotype et le même génotype. Le phénotype de la F1 est celui de l’un des parents pour les deux caractères héréditaires.  Il s’agit d’un cas de dominance absolue. Les allèles « ailes longues » et « yeux rouges » sont dominants par rapport aux allèles « ailes vestigiales » et « yeux pourpres » qui sont récessifs.  L’un des parents possède les deux allèles dominants, l’autre parent possède les deux allèles récessifs. b- Chaque caractère héréditaire est contrôlé par un couple d’allèles : (vg+, vg) contrôle la longueur des ailes : (pr+, pr) contrôle la couleur des yeux : - (vg+) : Ailes longues, - (pr+) : Yeux rouges, - (vg) : Ailes vestigiales, - (pr) : Yeux pourpres, + - avec (vg ) > (vg). - avec (pr+) > (pr). Le 2ème croisement d’une femelle de la F1 de phénotype [vg+ pr+] avec un mâle birécessif de phénotype [vg pr] est un test-cross qui a fourni une génération hétérogène formée de 4 phénotypes différents, 2 parentaux et 2 recombinés moins fréquent qui se répartissent de la façon suivante : 43,5% [vg+ pr+], 43,5% [vg pr], 6,5% [vg+ pr] et 6,5% [vg pr+] (autant de mâles que de femelles pour chaque phénotype). Si les gènes sont indépendants, on aurait trouvé 4 phénotypes équiprobables avec les proportions théoriques de (¼ + ¼ + ¼ + ¼), or ce n’est pas le cas.  Les deux couples d’allèles sont donc situés sur la même paire d’autosomes : Les deux gènes sont liés. 2- Interprétation des résultats du 2ème croisement : a- Les génotypes de la descendance et leur proportion phénotypique :

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique

La drosophile femelle de la F1 est un hybride hétérozygote qui a produit 4 types de gamètes non équiprobables, (1-p) parentaux et (p) recombinés, par la réalisation d'un crossing-over au cours de la prophase I de la méiose (ou brassage intrachromosomique). b- Soit «p» le pourcentage de recombinaison ou le pourcentage des phénotypes recombinés. (p) = 13%. Phénotypes [vg+ pr+] [vg pr] [vg+ pr] [vg pr+] Résultats 43,5% 43,5% 6,5% 6,5% expérimentaux 100 − 13 100 − 13 13 13 Résultats = 43,5% = 43,5% = 6,5% = 6,5% théoriques 2 2 2 2 Les résultats théoriques obtenus dans le cadre de l’hypothèse sont conformes aux résultats expérimentaux. Les deux gènes sont partiellement liés. CORRECTION DE L’EXERCICE 2 (QROC) 1- a et b Gènes indépendants Gènes partiellement liés P1 x P2 F1 P1 x P2 F1 𝑨𝑩 𝒂 𝒃 𝑨 𝑩 𝑨 𝑩 𝑨𝑩 𝒂𝒃 Génotypes ̿̿̿̿ ̿̿̿̿ × × ̿̿̿̿ ̿̿̿ ̿̿̿̿ ̿̿̿ ̿̿̿̿ 𝑨 𝑩 ̿̿̿ 𝑨𝑩 𝒂𝒃 𝒂 𝒃 𝒂𝒃 𝒂 𝒃 ̿̿̿ 2- a et b Gènes indépendants ♂F1 ♀F1 Types et proportions des gamètes produits

25% A B + 25% a b + 25% A b + 25% a B

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♂F1

Gènes partiellement liés ♀F1 (P% = 20%.) 𝟏−𝒑

𝟏−𝒑

𝒑

𝒑

50% AB AB + 𝟐 ab + 𝟐 Ab + 𝟐 aB 𝟐 50% ab 40% AB + 40% ab + 10% Ab + 10% aB

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique CORRECTION DE L’EXERCICE 3 (QROC) 1- Puisque l'individu 2 est double homozygote, et la descendance du croisement étudié est hétérogène, donc l'individu 1 est hétérozygote. La production de gamètes A1B2 et A2B1 indique qu'il est double hétérozygote. D'après le phénotype de l'individu 1, malgré la présence des 2 allèles, ce sont les allèles A1 et B1 qui s'expriment, donc ce sont des allèles dominants. D'où (A1) > (A2) et (B1) > (B2). 2- Le croisement d'un double hétérozygote (individu 1) avec un double récessif (individu 2) est donc un testcross. 3- L’individu 1 est hétérozygote pour les deux gènes est confirmé d'après la descendance hétérogène du croisement. 4- Pour un test cross d'un dihybridisme, si les gènes sont indépendants, on aurait trouvé 4 phénotypes équiprobables (3ème loi de Mendel) avec les proportions : ¼ ¼ ¼ ¼. Ce n'est pas le cas, on a trouvé des phénotypes parentaux majoritaires et des phénotypes recombinés minoritaires. Donc les 2 gènes sont partiellement liés. 5- Pour deux gènes partiellement liés, l'apparition de phénotypes recombinés ne s'explique que par la réalisation d'un crossing-over au cours de la prophase I de la méiose donc un brassage intrachromosomique. 6- Soit «p» le pourcentage de recombinaison ou le pourcentage des phénotypes recombinés. 𝑝=

[𝐴1 𝐵1 ] + [𝐴2 𝐵2 ] 𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛é𝑠 5+5 × 100 = × 100 = × 100 = 10% 𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 100

«p» détermine indirectement la distance entre les 2 loci. Par convention, on considère 1% de recombinaison = 1 cM. Donc la distance entre les deux loci est 10 cM. 7- L'individu 1 est alors hétérozygote pour les 2 gènes. D'après les résultats du test cross, les phénotypes parentaux sont [A1B2] et [A2B1] (c’est un cas où les allèles dominants sont partagés entre les parents), 𝐴1 𝐵2 donc les gamètes parentaux sont A1B2 et A2B1. D'où le génotype de l'individu 1 : ̿̿̿̿̿̿̿. 𝐴2 𝐵1 CORRECTION DE L’EXERCICE 4 (Carte factorielle) Soit «p» le pourcentage de recombinaison ou le pourcentage des phénotypes recombinés. 𝑝=

𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛é𝑠 × 100 𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠

«p» détermine aussi la distance entre les 2 loci. Par convention, on considère 1% de recombinaison = 1 cM. Donc la distance entre les deux loci pour les 4 test-cross réalisés par Morgan est : -

Pour [AB]

𝑝=

-

Pour [BC]

𝑝=

-

Pour [AC]

𝑝=

[𝐴𝑏]+[𝑎𝐵] 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 [𝐵𝑐]+[𝑏𝐶] 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 [𝐴𝑐]+[𝑎𝐶] 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

× 100 = × 100 = × 100 =

58+62 1000 41+39 1000 21+19 1000

× 100 = 12% × 100 = 8% × 100 = 4% Page 3 sur 12

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique CORRECTION DE L’EXERCICE 5 1- Les parents du 1er croisement diffèrent par deux caractères héréditaires « pigmentation et aspect des poils »  c’est un cas de dihybridisme. La 1ère génération F1 est uniforme (100%), composée uniquement de souris à pelage gris et lisses.  Les descendants de la F1 sont alors des hybrides doublement hétérozygotes et les parents sont de lignées pures. La 1ère loi de Mendel est alors vérifiée. Le phénotype de la F1 est celui de l’un des parents pour les deux caractères héréditaires.  Il s’agit d’un cas de dominance absolue. Les allèles (gris) et (lisse) sont dominants par rapport aux allèles (blanc) et (crépus) qui sont récessifs.  L’un des parents possède les deux allèles dominants, l’autre parent possède les deux allèles récessifs. Soient les deux couples d’allèles (G, g) et (L, l) qui contrôlent les deux caractères héréditaires étudiés. (G, g) contrôle la couleur du pelage : (L, l) contrôle l’aspect du pelage : - (G) : Pelage gris, - (L) : Pelage lisse, - (g) : Pelage blanc, - (l) : Pelage crépus, - avec (G) > (g). - avec (L) > (l). Le croisement des individus de la F1 entre eux, donne une 2ème génération F2 hétérogène formée de 2 phénotypes différents. Le phénotype dominant est majoritaire et le phénotype récessif est minoritaire : 211 [GL] et 69 [gl] Cette répartition rappelle les proportions phénotypiques de la F2 du monohybridisme avec dominance absolue 75% [GL] + 25% [gl].  Il s’agit donc d’un cas de deux gènes autosomiques totalement liés. Les deux gènes se transmettent toujours ensemble comme s’ils étaient un seul (hérédité en bloc), de plus l’absence de phénotypes recombinés prouve qu’il n’y a pas de crossing-over. 2- Vérification des résultats des deux croisements :

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique

Les résultats théoriques obtenus sont conformes aux résultats expérimentaux. Cela confirme l’hypothèse de deux gènes autosomiques totalement liés. 3- Les résultats du croisement de F1 avec une souris à poils blancs et crépus est un test-cross car la souris à poils blancs et crépus est homozygote de phénotype birécessif et la souris de F 1 est de phénotype bidominant. Ce test-cross fournit théoriquement 50% de souris de phénotypes dominants [GL] et 50% de souris de phénotypes récessifs [gl]. CORRECTION DE L’EXERCICE 6 1- a- Les couples d’allèles considérés dans ce cas de croisement sont (A, C) et (D, B). b- (A) > (C) et (D) > (B) car la drosophile en question est prélevée d’une génération F 1 homogène (1ère loi de Mendel) issue d’un croisement entre deux parents de lignées pures. Cette drosophile exprime obligatoirement le phénotype dominant [AD] (c’est un cas où les allèles dominants sont partagés entre les parents). cIndividus Femelle F1 Parent P1 Parent P2 𝑨𝑩 ̿̿̿̿ 𝑪𝑫

Génotypes

𝑪𝑫 ̿̿̿̿ 𝑪𝑫

𝑨𝑩 ̿̿̿̿ 𝑨𝑩

2- a- La femelle F1 produit 4 types de gamètes dans les proportions suivantes : 1−𝑝 2

AB +

1−𝑝 2

𝑝

𝑝

CD + 2 AD + 2 BC

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique Soit «p» le pourcentage de recombinaison ou le pourcentage des phénotypes recombinés. Ce pourcentage détermine aussi la distance entre les deux loci qui est dans ce cas égale à 20 cM. En 100−20 100−20 20 20 remplaçant «p» par 20, on obtient : 2 AB + 2 CD + 2 AD + 2 BC = 40% AB + 40% CD + 10% AD + 10% BC b- Le phénomène chromosomique à l’origine de la formation de ces gamètes est le crossing-over :

3- Les résultats du croisement entre la femelle F1 et un mâle de la même génération sont : ¼ [AB] + ¼ [CD] + ½ [AD] Justification :

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique

CORRECTION DE L’EXERCICE 7 1- Analyse des résultats - Les parents du 1er croisement sont de deux variétés pures et différentes d’une plante alimentaire. Ils diffèrent par deux caractères héréditaires : «la couleur de la graine» et «sa richesse en substances de réserves». La plante P1 est «à graines brunes et riches en amidon» et la plante P2 est «à graines blanches et riches en sucre».  Il s’agit donc d’un cas de dihybridisme. La 1ère génération F1 est uniforme (100%), composée uniquement de graines brunes et riches en amidon.  Les descendants de la F1 sont alors des hybrides doublement hétérozygotes. La 1ère loi de Mendel est alors vérifiée. Le phénotype de la F1 est celui de l’un des parents pour les deux caractères héréditaires.  Il s’agit d’un cas de dominance absolue entre les allèles pour les deux caractères héréditaires. Les allèles (graines brunes) et (graines riches en amidon) sont dominants par rapport aux allèles (graines blanches) et (graines riches en sucre) qui sont récessifs.  L’un des parents possède les deux allèles dominants, l’autre parent possède les deux allèles récessifs. -

Chaque caractère héréditaire est contrôlé par un couple d’allèles :  (B, b) contrôle la couleur de la graine : (B) : graines brunes, (b) : graines blanches, avec (B) > (b).  (A, s) contrôle la richesse de la graine : (A) : graines riches en amidon, en substances de réserves (s) : graines riches en sucre, avec (A) > (s). Page 7 sur 12

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique 2- Le 2ème croisement F1 x [bs], est un test-cross car le testeur « à graines blanches et riches en sucre » est de phénotype birécessif, il correspond à l’un des deux parents. Il est croisé avec un individu de phénotype bidominant « à graines brunes et riches en amidon ». 3- Le 2ème croisement a fourni 4 phénotypes différents, 2 parentaux et 2 recombinés moins fréquents : 758[BA] ; 66[Bs] ; 62[bA] ; 714[bs]  Il s’agit d’un cas de dihybridisme avec deux gènes autosomiques partiellement liés. 4- La diversité gamétique chez l’hybride est le résultat d’un brassage intrachromosomique (crossing-over) au cours de la prophase I de la méiose :

5- Soit «p» le pourcentage de recombinaison ou le pourcentage des phénotypes recombinés. 𝑝=

𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛é𝑠 × 100 𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠

𝑝=

[𝐵𝑠] + [𝑏𝐴] 66 + 62 × 100 = × 100 = 8% 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 1600

«p» détermine aussi indirectement la distance entre les 2 loci. Par convention, on considère 1% de recombinaison = 1 cM. Donc la distance entre les deux loci est 8 cM. 6- Pour obtenir une variété pure « à graines brunes et riches en sucre » de phénotype [Bs] et de génotype 𝐵𝑠 , on doit croiser deux parents pouvant fournir tous les deux des gamètes recombinés Bs. On peut ̿̿̿̿ 𝐵𝑠 procéder de plusieurs façons : 𝐵𝑠 𝐵𝑠 𝐵𝑠 𝐵𝐴 𝐵𝐴 𝐵𝐴 [Bs] x [Bs] : ̿̿̿̿ × ̿̿̿̿ [Bs] x [BA] : ̿̿̿̿ × ̿̿̿̿ [BA] x [BA] : ̿̿̿̿ × ̿̿̿̿ 𝑏𝑠 𝑏𝑠 𝑏𝑠 𝑏𝑠 𝑏𝑠 𝑏𝑠 𝐵𝑠 On réalise par la suite des test-cross, lorsqu’on obtient 100% de descendants [Bs] : ̿̿̿ , l’individu testé 𝑏𝑠 correspond à la variété pure recherché. Page 8 sur 12

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique CORRECTION DE L’EXERCICE 8 1- Analyse et interprétation des résultats - Les parents du 1er croisement P1 et P2, sont de 2 lignées pures et différentes appartenant à l’espèce «lapin». Ils diffèrent par deux caractères héréditaires : «longueur du pelage» et «couleur du pelage», P1 est «à pelage court et uniforme», P2 est «à pelage angora et panaché de blanc».  Il s’agit donc d’un cas de dihybridisme. La 1ère génération F1 est uniforme (100%), composée uniquement de lapins «à pelage court et panaché de blanc».  Les descendants de la F1 sont alors des hybrides doublement hétérozygotes. La 1ère loi de Mendel est alors vérifiée. Le phénotype de la F1 est «à pelage court et panaché de blanc» rappelant chacun des parents pour l’un des caractères héréditaires.  Il s’agit d’un cas de dominance absolue entre les allèles pour les deux caractères héréditaires. Les allèles (pelage court) et (pelage panaché de blanc) sont dominants par rapport aux allèles (pelage angora) et (pelage uniforme) qui sont récessifs.  Chacun des parents possède un allèle dominant et un allèle récessif (allèles dominants partagés entre les parents). -

Chaque caractère héréditaire est contrôlé par un couple d’allèles :  (C, a) contrôle la longueur du pelage : (C) : pelage cout. (a) : pelage angora. avec (C > a).  (P, u) contrôle la couleur du pelage : (P) : pelage panaché de blanc. (u) : pelage uniforme. avec (P > u).

-

Le 2ème croisement F1 x [au], est un test-cross. Il a fourni 4 phénotypes différents, 2 parentaux et 2 recombinés moins fréquents : 194 [C u] ; 190 [a P] ; 7 [C P] ; 9 [a u] Les proportions obtenues sont différentes de ¼ ¼ ¼ ¼.  Il s’agit d’un dihybridisme avec deux gènes partiellement liés.

Hypothèse Les deux caractères héréditaires sont contrôlés par deux gènes autosomiques partiellement liés avec une relation de dominance absolue entre les allèles pour les deux caractères héréditaires, les allèles dominants sont partagés entre les parents. Vérification de l’hypothèse

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique

2- Soit «p» le pourcentage de recombinaison ou le pourcentage des phénotypes recombinés. Le nombre total des descendants obtenus en F2 est égal à 400 (194 + 190 + 7 + 9).

Phénotypes Résultats théoriques Résultats expérimentaux

𝑝=

𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛é𝑠 × 100 𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠

𝑝=

[𝐶 𝑃] + [𝑎 𝑢] 7+9 × 100 = × 100 = 4% 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 400

[C u] 100 − 𝑝 = 48% 2 194 × 100 = 48,5% 400

[a P] 100 − 𝑝 = 48% 2 190 × 100 = 47,5% 400 Page 10 sur 12

[C P] 𝑝 = 2% 2

7 × 100 = 1,75% 400

[a u] 𝑝 = 2% 2

9 × 100 = 2,25% 400

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique Les résultats obtenus dans le cadre de l’hypothèse sont conformes aux résultats de l’expérience ; les faibles écarts sont dus au hasard. L’hypothèse est alors vérifiée. «p» détermine indirectement la distance entre les 2 loci. Par convention, on considère 1% de recombinaison = 1 cM. Donc la distance entre les deux loci est 4 cM. CORRECTION DE L’EXERCICE 9 1- Analyse des résultats de ces croisements : a- Les résultats du premier croisement donnent une portée de cobayes de même phénotype mais de génotypes différents, étant donné que les résultats des test-cross, réalisés individuellement sur les cobayes de cette portée, sont hétérogènes (1ère loi de Mendel non vérifié).  La lignée parentale du premier croisement n’est pas pure (les 2 parents sont hybrides). b- Les résultats de tous les croisements ne montrent pas un phénotype intermédiaire. De plus, les résultats du premier croisement ne donnent que des cobayes « pollex et rough fur ».  Il s’agit d’un cas de dominance absolue entre les allèles pour les deux caractères héréditaires.  Les allèles contrôlant le caractère « pollex » et le caractère « rough fur » sont dominants.  Les allèles contrôlant les caractères normaux sont récessifs. c- Les résultats du lot 2, ont fait apparaître des phénotypes recombinés résultant du brassage intrachromosomique (crossing-over) qui se produit lors de la formation des gamètes du cobaye testé. On obtient alors 4 phénotypes différents, 2 parentaux et 2 recombinés moins fréquents. Les proportions ne sont pas équiprobables.  Les deux couples d’allèles sont donc situés sur la même paire d’autosomes : Les deux gènes sont partiellement liés. 2- Chaque caractère héréditaire est contrôlé par un couple d’allèles. On pose : (P, n) contrôle l’apparition de certains doigts : - (P) : Régression de certains doigts « pollex », - (n) : Doigts normaux, - avec (P) > (n).

(R, n) contrôle l’aspect de la fourrure : - (R) : Fourrure rugueuse « rough fur », - (n) : Fourrure normale, - avec (R) > (n).

On réalise des test-cross en croisant individuellement les cobayes obtenus dans le premier croisement 𝐧𝐧 avec des individus birécessifs de phénotype [nn] et de génotype . ̿̿̿̿̿ 𝐧𝐧 - Le lot 1 est formé d’une descendance homogène constituée entièrement de cobayes [PR]. Donc, les cobayes testés qui ont donné ce lot, sont de race pure (homozygotes). Ils produisent un seul type de 𝐏𝐑 gamètes 100% PR. Leur génotype est ̿̿̿̿̿. 𝐏𝐑 - Le lot 2 est formé de 4 phénotypes différents 71 [nn], 73 [PR], 109 [Pn] et 107 [nR]. Donc, les cobayes testés qui ont donné ce lot, sont des hybrides doublement hétérozygotes. Ils produisent 4 types de 𝐏𝐧 gamètes, (1-p)/2 Pn, (1-p)/2 nR, p/2 nn et p/2 PR. Leur génotype est ̿̿̿̿̿. 𝐧𝐑 Page 11 sur 12

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique -

-

-

Le lot 3 est formé de 2 phénotypes différents 50% [PR] et 50% [Pn]. Donc, les cobayes testés qui ont donné ce lot, sont des hybrides homozygote pour le caractère « polex » et hétérozygotes pour le 𝐏𝐑 caractère « rough fur ». Ils produisent 2 types de gamètes 50% PR et 50% Pn. Leur génotype est ̿̿̿̿̿. 𝐏𝐧 Le lot 4 est formé de 2 phénotypes différents 50% [PR] et 50% [nR]. Donc, les cobayes testés qui ont donné ce lot, sont des hybrides homozygote pour le caractère « rough fur » et hétérozygotes pour le 𝐏𝐑 caractère « polex ». Ils produisent 2 types de gamètes 50% PR et 50% nR. Leur génotype est ̿̿̿̿̿. 𝐧𝐑 Les résultats du premier croisement P1 [PR] x P2 [PR] ont donné 100% de cobayes [PR] mais de 𝐏𝐑 𝐏𝐧 𝐏𝐑 𝐏𝐑 génotype différents : 1/4 ̿̿̿̿̿ + 1/4 ̿̿̿̿̿ + 1/4 ̿̿̿̿̿ + 1/4 ̿̿̿̿̿. 𝐏𝐑 𝐧𝐑 𝐏𝐧 𝐧𝐑 𝐏𝐑  Le parent P1 produit 2 types de gamètes 50% PR et 50% nR. Son génotype est ̿̿̿̿̿. 𝐧𝐑 𝐏𝐑  Le parent P2 produit 2 types de gamètes 50% PR et 50% Pn. Son génotype est ̿̿̿̿̿. 𝐏𝐧

3- Soit «p» le pourcentage de recombinaison ou le pourcentage des phénotypes recombinés. Le nombre total de la descendance obtenue dans le 2ème lot est égal à 360 (71 + 73 + 109 + 107). 𝑝= 𝑝=

𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛é𝑠 × 100 𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠

[𝑛𝑛] + [𝑃𝑅] 71 + 73 × 100 = × 100 = 𝟒𝟎% 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 360

Le lot 2 a fourni 20% cobayes normaux, 20% cobayes « pollex et rough fur », 30% cobayes « pollex » et 30% cobayes « rough fur ». Les résultats théoriques sont conformes aux résultats expérimentaux. Les deux couples d’allèles sont donc situés sur la même paire d’autosomes.

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique SÉRIE D’EXERCICES CORRIGÉS (GÉNÉTIQUE DES DIPLOÏDES : CAS DE 2 GÈNES INDÉPENDANTS) EXERCICE 1 (QROC) Un gène dominant (W) produit du poil frisé chez les chiens, tandis que l'allèle récessif (w) produit du poil raide. Les chiens de cette race qui ont les poils frisés ont une valeur beaucoup plus élevée pour les éleveurs. Vous voulez acheter un chien de race pure à poils frisés afin de vous en servir pour l'élevage. Question : Comment pourriez-vous savoir que ce chien que vous voulez acheter, est en fait un chien de race pure pour le caractère poils frisés ? EXERCICE 2 (activité 5a et b page 91 du manuel scolaire) On dispose de deux lignées de souris : l’une à pelage gris et uniforme, l’autre à pelage noir, panaché de blanc. On réalise les croisements suivants :  1er croisement : les souris à pelage gris et uniforme croisées entre elles, donnent toujours des souris à pelage gris et uniforme.  2ème croisement : les souris à pelage noir, panaché de blanc, croisées entre elles, donnent toujours des souris à pelage noir, panaché de blanc.  3ème croisement : on croise entre elles deux souris : l’une à pelage gris et uniforme, l’autre à pelage noir, panaché de blanc. La génération F1 est composée uniquement de souris à pelage gris et uniforme.  4ème croisement : on croise les individus F1 entre eux. On obtient une 2ème génération F2 constituée de : - 569 souris à pelage gris et uniforme, - 187 souris à pelage gris panaché de blanc, - 188 souris à pelage noir et uniforme, - 63 souris à pelage noir panaché de blanc. 1- Précisez les deux caractères héréditaires étudiés et les phénotypes correspondants à chaque caractère. Concluez. 2- Montrez que les deux lignées sont pures. 3- Vérifiez la 1ère loi de Mendel. 4- Précisez la relation de dominance entre les allèles des deux gènes. Expliquez. 5- Précisez la position relative des gènes sur les chromosomes. Expliquez. 6- Formuler une hypothèse qui résume votre analyse du sujet. 7- Vérifiez votre hypothèse : a- En déterminant les différents types de gamètes produits par les individus de la F1 et leurs proportions. Un schéma du brassage interchromosomique est attendu. b- En établissant le tableau de rencontre des gamètes produits par les individus de la F1 pour déterminer les proportions phénotypiques théoriques de la F2. 8- Comparez les résultats théoriques aux résultats expérimentaux et validez votre hypothèse.

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique EXERCICE 3 (activité 5c page 94 du manuel scolaire) On connaît chez le maïs deux caractères héréditaires : la couleur et l'aspect des graines codés respectivement par les couples d'allèles indépendants (N, j) et (L, r). On a montré que les allèles (N), déterminant le phénotype graines noires et (L) contrôlant le phénotype graines lisses sont dominants. Les allèles (j) et (r) déterminant respectivement les phénotypes graines jaunes et graines ridées sont récessifs. On veut déterminer le génotype d'une plante de maïs M de phénotype dominant, c'est-à-dire à graines noires et lisses. On la croise avec une plante birécessive à graines jaunes et ridées. Les graines obtenues suite à ce croisement présentent quatre phénotypes qui se répartissent de la façon suivante : -

2515 graines noires et lisses, 2490 graines jaunes et ridées,

-

2512 graines noires et ridées, 2505 graines jaunes et lisses.

1- Donner les génotypes possibles de la plante M (sans prendre en considération les résultats du test-cross). 2- Identifiez le type de croisement réalisé. Justifiez votre réponse. 3- À partir de l'analyse des résultats expérimentaux obtenus, proposez une hypothèse concernant le génotype de la plante M. 4- Vérifiez la validité de votre hypothèse. EXERCICE 4 Des plantes de lignées pures à corolle rouge et ouverte sont croisées avec d’autres plantes de lignée pure à corolle blanche et fermée. La F1 obtenue est composée de plantes toutes à corolle rose et ouverte. Les plantes F1 croisées entre elles donnent une F2 composée de : -

15 plantes à corolle rouge et ouverte, 6 plantes à corolle rouge et fermée, 31 plantes à corolle rose et ouverte,

-

9 plantes à corolle rose et fermée, 16 plantes à corolle blanche et ouverte, 6 plantes à corolle blanche et fermée.

1- Analysez les résultats de ces deux croisements. 2- Donnez alors l’interprétation chromosomique et statistique des deux résultats. EXERCICE 5 À partir de trois petits pois à graines jaunes et lisses pris au hasard, on effectue pour chacun d’entre eux un croisement avec un petit pois à graines vertes et ridées. Les résultats sont les suivants : - Le croisement N°1 donne 51% graines jaunes et lisses, 49% graines vertes et lisses. - Le croisement N°2 donne 100% graines jaunes et lisses. - Le croisement N°3 donne 24% graines jaunes et lisses, 26% graines jaunes et ridées, 25% graines vertes et lisses et 25% graines vertes et ridées. 1- Quels sont, de ces quatre phénotypes, ceux qui sont dominants et ceux qui sont récessifs ? 2- Les gènes sont indépendants ou liés ? Justifiez votre réponse. 3- À l’aide de symboles appropriés, établissez le génotype des quatre petits pois de départ. Page 2 sur 3

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Thème 2 : Génétique

Chapitre 1 : Le brassage de l’information génétique EXERCICE 6 On croise deux variétés pures de tomate : l’une de taille normale à feuilles entières, l’autre naine (de petite taille) à feuilles découpées. Les plants obtenus en première génération F 1 sont tous de taille normale et à feuilles découpées. En deuxième génération F2, on obtient : -

926 plants normaux à feuilles découpées, 288 plants normaux à feuilles entières,

-

293 plants nains à feuilles découpées, 104 plants nains à feuilles entières.

1- Précisez les deux caractères héréditaires étudiés. Concluez. 2- Précisez la relation de dominance entre les allèles des deux gènes responsables des deux caractères héréditaires étudiés. Justifiez votre réponse. 3- Précisez la localisation chromosomique des deux gènes qui contrôlent les deux caractères héréditaires étudiés. Justifiez votre réponse. 4- Ecrivez alors le génotype des deux variétés parentales et celui des plants obtenus en F 1. On croise entre eux deux plants de la F2 décrite précédemment : l’un (A) de taille normale, à feuilles découpées, l’autre (B) de taille normale à feuilles entières. On obtient : -

219 plants normaux à feuilles découpées, 207 plants normaux à feuilles entières,

-

64 plants nains à feuilles découpées, 71 plants nains à feuilles entières.

5- Indiquez le génotype des plants (A) et (B). Justifiez et vérifiez la réponse proposée. On croise entre eux, deux autres plants provenant également de la deuxième génération F 2, l’un (C) de taille normale, à feuille entière l’autre (D), nain à feuille découpée. On obtient : -

70 plants normaux à feuilles découpées, 91 plants normaux à feuilles entières,

-

86 plants nains à feuilles découpées, 77 plants nains à feuilles entières.

6- Indiquez le génotype des plants (C) et (D). Justifiez et vérifier la réponse proposée.

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Le 27 janvier 2013

Devoir de Contrôle N° 2

S.V.T.

Durée : 2 heures

Coefficient : 4

2012 – 2013

ème

4

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mr Ahmed Baccar

PREMIÈRE PARTIE [12 POINTS] EXERCICE 1 : QCM

4 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reportez sur votre double feuille, le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- On peut détecter une aberration chromosomique : a- par analyse de l’ADN. b- par analyse d’une protéine. c- par analyse du caryotype. d- par analyse de l’arbre généalogique.

5- Un test-cross est un croisement entre les deux individus suivants : a- un phénotype inconnu avec un birécessif. b- un phénotype connu avec un birécessif. c- un génotype inconnu avec un birécessif. d- un génotype connu avec un birécessif.

2- Le brassage intrachromosomique intervient dans le cas de : 6- Les maladies qui se transmettent des parents a- deux gènes autosomiques indépendants. aux descendants sont : b- deux gènes autosomiques partiellement liés. a- les maladies génétiques. c- deux gènes autosomiques totalement liés. b- les maladies chromosomiques. d- deux gènes liés au chromosome X. c- les maladies géniques. d- les tares. 3- L’électrophorèse est une technique de séparation : a- des allèles. 7- Le brassage interchromosomique intervient b- des chromosomes. en : c- des chromatides. a- anaphase I de la méiose. d- des enzymes. b- anaphase II de la méiose. c- prophase I de la méiose. ère 4- La 1 loi de Mendel s’applique lorsqu’on croise : d- prophase II de la méiose. a- deux individus homozygotes de deux lignées différentes. 8- La colchicine est une substance utilisée pour : b- deux individus homozygotes de la même lignée. a- gonfler les cellules. c- deux individus hétérozygotes de deux lignées b- éclater les cellules. différentes. c- colorer les chromosomes. d- deux individus hétérozygotes de la même lignée. d- bloquer la mitose.

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EXERCICE 2 : GÉNÉTIQUE DES DIPLOÏDES

8 POINTS

On dispose de trois variétés de petits pois :  V1 et V2 : plantes à graines jaunes et à gousses uniformes.  V3 : plantes à graines vertes et à gousses étranglées. Les variétés V1 et V2 sont croisées entre elles et donnent une génération G composée des descendants (D1, D2, D3 et D4) qui sont tous des plantes à graines jaunes et à gousses uniformes. On réalise des tests-cross en croisant individuellement les descendants de G avec la variété V3. Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau suivant : Numéro du test-cross Individus croisés Descendance obtenue 1 D1 x V3 100% de plantes à graines jaunes et à gousses uniformes. 40% de plantes à graines jaunes et à gousses étranglées. 40% de plantes à graines vertes et à gousses uniformes. 2 D2 x V3 10% de plantes à graines jaunes et à gousses uniformes. 10% de plantes à graines vertes et à gousses étranglées. 50% de plantes à graines jaunes et à gousses uniformes. 3 D3 x V3 50% de plantes à graines vertes et à gousses uniformes. 50% de plantes à graines jaunes et à gousses uniformes. 4 D4 x V3 50% de plantes à graines jaunes et à gousses étranglées. 1- Précisez en justifiant votre réponse : a- La relation de dominance entre les allèles de chaque couple (0,75 pt). b- La localisation chromosomique des deux couples d’allèles (0,75 pt). 2- À l’aide de symboles appropriés, déterminez en donnant une explication brève : a- Le génotype de V3 (0,5 pt). b- Le génotype de D1, D2, D3 et D4 (2 pts). c- Le génotype de V1 et V2 (1 pt). 3- Etablissez un tableau de rencontre des gamètes pour : a- Expliquer la répartition phénotypique des descendants du 2ème test-cross (D2 x V3) (1 pt). b- Montrer que la composition phénotypique des descendants issue du croisement (D 2 x D3) est composée de : - 75% de plantes à graines jaunes et à gousses uniformes. - 25% de plantes à graines vertes et à gousses uniformes (2 pts).

DEUXIÈME PARTIE : GÉNÉTIQUE HUMAINE [8 POINTS] La chondrodysplasie ponctuée, est une forme rare de dysplasie (malformation) du squelette caractérisée par les anomalies suivantes : une petite taille (nanisme), une asymétrie de la longueur des membres et une courbure anormale de la colonne vertébrale ; elle affecte également la peau, les cheveux et les yeux.

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1- Le pedigree du document 1 ci-contre, est celui d’une famille dont certains membres sont atteints de chondrodysplasie ponctuée. À partir de l’analyse de ce pedigree, discutez chacune des quatre hypothèses suivantes (2 pts) : a- La maladie est autosomale dominante. b- La maladie est dominante liée au chromosome X. c- La maladie est autosomale récessive. d- La maladie est récessive liée au chromosome X. 2- Monsieur X était marié avec madame A avant qu’il soit marié avec sa sœur jumelle madame B. Il a eu trois enfants, comme le montre le pedigree du document 2 ci-contre. À partir de l’exploitation des documents 1 et 2, précisez, parmi les hypothèses envisagées dans la 1ère question, la ou les hypothèses à rejeter. Justifiez votre réponse (0,75 pt). 3- Le document 3 ci-contre, montre le résultat d’une ancienne analyse d’ADN effectuée chez le fœtus (f1) et sa mère II5, avant qu’il meure in utéro. À partir de l’exploitation des documents 1 et 3 : a- Reconnaissez parmi les allèles A et B, l’allèle normal et l’allèle responsable de la maladie. Justifiez votre réponse (0,5 pt). b- Précisez, parmi les hypothèses qui restent, la ou les hypothèses à encore rejeter. Justifiez votre réponse (0,75 pt). 4- La mère III2 est enceinte, elle craint que son futur bébé soit atteint de la même maladie. Elle préfère consulter son médecin gynécologue pour se rassurer de l’état de santé de son fœtus. Le médecin procède à une analyse d’ADN du fœtus (f2) et de sa mère III2 pour identifier le gène morbide. Le fœtus et sa mère sont désignés arbitrairement par S1 et S2. Le résultat de cette analyse est représenté par le document 4 ci-contre. À partir de l’exploitation des documents 1 et 4 : a- Reconnaissez parmi les sujets S1 et S2, le fœtus (f2) et sa mère III2. Justifiez votre réponse (0,75 pt). b- Déterminer le mode de transmission du gène responsable de la chondrodysplasie ponctuée. Justifiez votre réponse (0,75 pt). c- Ecrivez dans un tableau, le génotype des sujets III1, III2, IV1, fœtus (f1) et fœtus (f2) en utilisant les lettres A et B pour désigner les allèles (1,25 pts). d- Enoncez les étapes de l’analyse de l’ADN (1,25 pt). Bon travail Page 3 sur 3

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S.V.T.

2013 – 2014

Correction du Devoir de Synthèse N° 1

ème

4

SCIENCES EXPÉRIMENTALES

Mr Ahmed Baccar

Mme Mihéla Lajmi

PREMIÈRE PARTIE (8 POINTS) EXERCICE 1 : QCM

2 POINTS Items Réponse(s) correcte(s)

1

2

3

4

bc

d

ac

c

EXERCICE 2 : QROC

3 POINTS

Nom de l’hormone

Hormone X

Œstrogène

Hormone Y

Justification Présente tout au long du cycle avec 2 pics : - un 1er pic important avant le 14ème jour. - un 2ème pic moins important le 21ème jour. -

Cellules de la thèque interne. Granulosa des follicules cavitaires et mûr. Cellules de la thèque interne du corps jaune.

-

Présente à taux faible tout au long du cycle avec un pic juste avant le 14ème jour.

Cellules l’hypophyse antérieure.

Presque nulle pendant la phase folliculaire. Secrétée pendant la phase lutéale avec un pic le 21ème jour.

Cellules lutéales du corps jaune.

LH

Hormone Z

Progestérone

EXERCICE 3 : QROC

Cellules sécrétrices

-

de -

-

-

Cellules cibles de l’hormone Cellules de l’endomètre et du myomètre de l’utérus. Cellules du CHH. Toute autre cellule cible assurant l’apparition et le maintien des CSI et CSII. Cellules folliculaires du follicule mûr (ovulation). Cellules lutéales du corps jaune. Cellules de l’endomètre de l’utérus. Cellules du CHH.

3 POINTS

1- But et utilité du traitement réalisé au sperme pour la FIVETE : - Le but : Le traitement réalisé au sperme permet la capacitation des spermatozoïdes et leur sélection. Les spermatozoïdes capacités, ont un grand pouvoir fécondant qui consiste à l’acquisition des antigènes membranaires (glycoprotéines membranaires) sur la membrane plasmique de leur tête. Page 1 sur 4

-

L’utilité : La capacitation permet la reconnaissance des gamètes au moment de la fécondation. En effet, l’antigène membranaire du spermatozoïde se lie à son récepteur membranaire de reconnaissance au niveau de la zone pellucide de l’ovocyte.

2- Les autres étapes de la FIVETE : - Induction de l’ovulation par injection de substances analogues à la FSH ou GnRH afin d’obtenir un grand nombre d’ovocytes. - Prélèvement de plusieurs ovocytes par ponction des follicules. - Fécondation In Vitro (FIV) : Mise en contact des gamètes dans un milieu de culture à 37°C. - Maintien en culture des œufs pendant 48 heures. - Transfert des embryons, ayant atteints les stades 2 et 4 cellules, dans la cavité utérine de la femme. 3- Deux cas de stérilité qui peuvent être remédiés par la FIVETE : - Chez la femme : Stérilité due à une obstruction bilatérale des trompes. - Chez l’homme : Infertilité due à une oligospermie. DEUXIÈME PARTIE (12 POINTS) EXERCICE 1 :

(5 POINTS)

1- La cellule (A) et sa localisation : - Identification : La cellule (A) est un ovocyte I. Le document montre plusieurs indices qui justifient la réponse :  La cellule (A) est diploïde 2n = 4 et les chromosomes sont dédoublés.  La cellule (A) est en anaphase de la 1ère division de la méiose « division réductionnelle (DR) ».  La cellule (A) s’apprête à émettre son 1er globule polaire (GP). - Localisation : La cellule (A) se trouve au niveau des follicules ovariens de la femme. 2- Les cellules filles issues de la division de la cellule (A) et leur devenir : La division réductionnelle (DR) de l’ovocyte I donne deux cellules haploïdes de taille inégale : - Le 1er globule polaire (GP) : Il dégénère peu de temps après son émission, parfois il se divise (DE) pour donner deux petites cellules haploïdes qui finissent par dégénérer. - L’ovocyte II : C’est le gamète femelle destiné à être fécondé par un spermatozoïde. Dans le cas contraire, il dégénère sans même terminer sa méiose. 3- Les deux phénomènes chromosomiques et leur importance génétique : - Identification : Le matériel génétique de la cellule (A) montre :  Le brassage intrachromosomique : C’est un échange de segments de chromatides entre deux chromatides non sœurs au sein d’une même paire de chromosomes homologues au cours de la prophase I de la méiose (crossing-over).  Le brassage interchromosomique : C’est une répartition aléatoire des chromosomes de chaque paire de chromosomes homologues (sans division de leur centromère) au cours de l’anaphase I de la méiose. - Importance génétique : Les brassages inter et intrachromosomiques conduisent à la diversité génétique des gamètes et donc à la diversité des individus au sein d’une même espèce : c’est le polymorphisme.

Page 2 sur 4

4- Les différentes combinaisons chromosomiques possibles de l’une des cellules filles, issue de la division de la cellule (A). (Schéma ci-contre). 5- Le nombre des combinaisons possibles des gamètes matures qui en résultent est huit (8). Justification : Le brassage interchromosomique au cours de la méiose, permet de produire 2n gamètes génétiquement différents (sans crossing-over). Puisqu’il y a un seul crossing-over, ce nombre sera multiplié par 2. Dans ce cas, 2n = 4 (n = 2), le brassage interchromosomique produirait 22 = 4 gamètes génétiquement différents et le brassage intrachromosomique amplifie encore plus la diversité génétique, on aura 4 x 2 = 8 gamètes génétiquement différents. (Vous pouvez montrer ce nombre par un schéma). EXERCICE 2 :

(7 POINTS)

1- Analyse comparative des graphiques : - Analyse comparative des courbes de températures : Le document 1, permet de suivre la variation de la température corporelle de Madame X et d’une femme témoin non stérile pendant un cycle de 28 jours. La température corporelle de Madame X fluctue entre 36,6°C et 36,8°C et ne dépasse jamais 37°C. Contrairement à la femme témoin, sa température corporelle augmente brusquement vers le 14ème jour et reste relativement élevée aux alentours de 37,2°C pendant toute la phase lutéale. Puisque l’élévation de température est un indicateur de l’ovulation.  La stérilité de Madame X est due à un blocage de l’ovulation. -

-

-

Analyse comparative des résultats du dosage de LH : Le document 2, permet de suivre la variation du taux de LH plasmatique de Madame X et de la même femme témoin pendant un cycle de 28 jours. Le taux de LH plasmatique de Madame X est faible, plus ou moins constant et varie entre 5 et 8 mUI.mL-1 valeurs correspondant à la sécrétion basale de LH. En particulier, il n'y a pas de pic préovulatoire de LH. Or, dans le profil hormonal de la femme fertile, si le taux de LH est faible pendant la majeure partie du cycle, il augmente brusquement pour atteindre un pic de 26 mUI.mL-1 aux alentours du 14ème jour du cycle. C’est le pic préovulatoire de LH qui est responsable de l’ovulation.  La stérilité de Madame X est due à l’absence du pic préovulatoire de LH qui est responsable de l’ovulation. La stérilité de Madame X peut avoir plusieurs origines : Hypothèse 1 : La stérilité de Madame X est due à un disfonctionnement hypothalamique. L’hypothalamus contrôle les sécrétions de l’hypophyse antérieure par l’intermédiaire de la GnRH. Un disfonctionnement hypothalamique entraine une perturbation au niveau des sécrétions hypophysaires (taux de LH et de FSH faible ou nul), pas de pic préovulatoire de LH d’où l’absence de l’ovulation. Cette hypothèse peut être conservée conformément aux résultats du document 1 et 2. Hypothèse 2 : La stérilité de Madame X est due à un disfonctionnement hypophysaire. Le déterminisme du cycle ovarien est sous le contrôle direct des gonadostimulines sécrétées par l’antéhypophyse (FSH et LH). Un disfonctionnement hypophysaire entraine une perturbation au niveau du cycle ovarien et en particulier l’absence de l’ovulation. Cette hypothèse peut aussi être conservée conformément aux résultats du document 1 et 2. Page 3 sur 4

-

Hypothèse 3 : La stérilité de Madame X est due à un disfonctionnement des ovaires. Les hormones ovariennes contrôlent l’activité hormonale du complexe hypothalamo-hypophysaire (CHH) par rétrocontrôle négatif et positif. Un disfonctionnement ovarien entraine une levée du rétrocontrôle sur le CHH d’où un taux de LH plasmatique élevé largement supérieur à celui d’une femme témoin (hyperactivité hypophysaire). Cette hypothèse est rejetée étant donné qu’elle n’est pas conforme aux résultats du document 2.

2- Suite à ces résultats, le médecin prescrit à de Madame X le Clomiphène pour provoquer l'ovulation et corriger sa stérilité. - Analyse des résultats : Le document 3, présente l’évolution de la concentration des gonadostimulines (FSH et LH) et des hormones ovariennes (œstrogènes et progestérone) pendant un cycle de 28 jours chez Madame X ayant suivi un traitement au Clomiphène. Le Clomiphène est administré pendant la première semaine du cycle (du 3 ème au 8ème jour de la phase folliculaire). Un jour après le début du traitement, la sécrétion des gonadostimulines augmente rapidement et leur concentration atteint 31 mUI.mL-1 pour la LH et 19 mUI.mL-1 pour la FSH, ce qui a pour conséquence une forte augmentation de la sécrétion d'œstrogènes, qui passe de 35 µg/24h le dernier jour du traitement à 185 µg/24h quatre jours après. On constate en outre un second pic sécrétoire des gonadostimulines encore plus élevé que le premier qui est suivi d'un profil de sécrétion d’hormones ovariennes (œstrogènes et progestérone) analogue à celui observé dans la phase post ovulatoire normale.  Le Clomiphène a donc permis de déclencher l'ovulation puisque la sécrétion de progestérone montre qu'un corps jaune s'est formé. -

L’hypothèse à retenir : La stérilité de Madame X, semble avoir pour origine une insuffisance de la sécrétion de GnRH par l'hypothalamus (hypothèse 1 est retenue). Justification : Le Clomiphène est un analogue structural des œstrogènes. En se fixant sur les récepteurs hypothalamiques à la place des œstrogènes, il les empêche d’agir, ce qui entraine une levée du rétrocontrôle négatif exercé par les œstrogènes sur le CHH en début de la phase folliculaire, permettant aux neurones hypothalamiques de sécréter suffisamment de GnRH.  Le traitement par le Clomiphène a restauré le pic de LH préovulatoire et a provoqué l’ovulation chez Madame X.

3- Le tableau du document 4, montre le résultat du dosage urinaire de HCG chez Madame X après traitement au Clomiphène. - Déduction : Ce résultat montre un taux de HCG égal à 15 UI.L-1. Comparé à des valeurs de référence (en UI.L-1), ce taux nous permet de déduire que Madame X est dans sa 3 ème ou 4ème semaine de grossesse. - Origine de la HCG : La HCG (Hormone Gonadotrophique Chorionique), est une hormone secrétée dans le sang maternel dès la nidation par les cellules du trophoblaste du jeune embryon (blastocyste). Elle peut se trouver dans les urines par excrétion rénale. - Rôle de la HCG dans la grossesse : La HCG a une action comparable à la LH, elle maintien l’activité du corps jaune (corps jaune de gestation) et empêche sa régression jusqu’à la 11ème semaine de grossesse. Celui-ci continue à produire des doses croissantes d'œstrogènes et de progestérone qui inhibent l’activité du CHH par rétrocontrôle négatif et empêchent la destruction de la dentelle utérine pour assurer une grossesse normale.

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Le 30 Avril 2011

2010 – 2011

Devoir de Contrôle N° 3

S.V.T.

Durée : 2 heures

Coefficient : 4

4ème Année Sciences Expérimentales Ahmed Baccar

EXERCICE 1 : QCM

(4 points)

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou plusieurs réponses correctes. Reporter sur votre double feuille le numéro de chaque item et indiquer dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- Le potentiel de repos : 5- L’isolement reproductif peut résulter : a- est lié à une répartition ionique inégale de a- d’une mutation génique. part et d’autre de la membrane du neurone. b- d’une polyploïdie. b- est maintenu activement grâce à l’activité des c- d’un isolement géographique. pompes ioniques consommant de l’ATP. d- de la fusion chromosomique. c- a une valeur de – 50 mV. d- est dû à une repolarisation de la membrane du 6- La stimulation du bout périphérique de la racine neurone. antérieure du nerf rachidien entraîne : a- une sensation de douleur. 2- La sélection naturelle : b- la contraction du muscle innervé par ce nerf. a- retient toujours les mêmes allèles. c- une sensation de douleur et une contraction b- favorise les allèles avantageux en fonction des musculaire. conditions du milieu. d- aucun effet. c- est le seul mécanisme de l’évolution. d- consiste à éliminer les espèces chez lesquelles 7- La spéciation : survient une mutation. a- est accompagnée de la conservation du patrimoine génétique. 3- Le potentiel local : b- est le résultat d’un isolement géographique. a- constitue un message nerveux. c- est le résultat direct du polymorphisme. b- son amplitude dépasse toujours le seuil. d- est la naissance d’espèces nouvelles. c- correspond au seuil de potentiel. d- s’amortit en s’éloignant du point d’excitation 8- Au niveau du site transducteur d’un récepteur au niveau de la fibre nerveuse. sensoriel : a- une stimulation efficace est traduite en 4- Dans l’exemple de la phalène du bouleau, la potentiel d’action. pollution causée par les usines : b- une stimulation efficace provoque l’ouverture a- est un facteur de la sélection naturelle. des canaux ioniques à Na+. b- est un facteur de mutation. c- un stimulus physique ou chimique est traduit c- a rendu stérile la forme claire. en potentiel de récepteur. d- a favorisé la prédominance de la forme claire. d- l’énergie électrique est convertit en énergie mécanique. Page 1 sur 5

EXERCICE 2 : L’évolution biologique – la phylogénie des espèces

(8 points)

L'établissement de relations de parenté entre les vertébrés actuels s'effectue par comparaison anatomique, embryonnaire et moléculaire. On cherche à donner les arguments qui ont permis d'établir la parenté de quatre vertébrés actuels : la Tilapias (poisson), la Poule, la Roussette (chauve-souris) et l’Homme. 1- En comparant l’organisation squelettique générale du membre antérieur (document 1) et le développement embryonnaire (document 2) de ces quatre vertébrés actuels, quelles informations pouvez-vous dégager ? (2 pts).

Document 1 : L’organisation squelettique du membre antérieur chez quatre vertébrés actuels __________________________________________________________________________________________ 2- En comparant l’organisation de la ceinture scapulaire et de l’humérus de chacun des quatre vertébrés, précisez les transformations qui permettent de passer des poissons aux mammifères. Formulez alors une hypothèse quant à la parenté de ces quatre espèces (1,5 pts). 3- En comparant le développement des annexes embryonnaires (cavité amniotique et placenta) de chacun des quatre vertébrés, affinez votre hypothèse concernant le lien de parenté entre ces quatre espèces (1,5 pts). Page 2 sur 5

Document 2 : Le développement embryonnaire chez quatre vertébrés actuels __________________________________________________________________________________________ Le tableau ci-dessous, donne les pourcentages des différences observées à partir de la comparaison des séquences d’aminoacides d’une portion de l'hémoglobine α chez ces quatre vertébrés prises deux à deux :

Tilapias Poule Roussette Homme

Tilapias 0 52,82% 50,70% 52,11%

Poule

Roussette

Homme

0 31,21% 29,79%

0 9,93%

0

4- Les données du tableau, permettent-elles de confirmer vos hypothèses ? Justifiez votre réponse en indiquant les mécanismes d’innovation génétique qui interviennent au cours de l’évolution de ces quatre espèces. Construisez alors l'arbre phylogénétique qui les relie (3 pts). Page 3 sur 5

EXERCICE 3 : La neurophysiologie – le reflexe myotatique

(8 points)

Au niveau de la moelle épinière, on a pu isoler quelques neurones, intervenant dans le reflexe rotulien. Expérience : (voir document 3). On porte une stimulation électrique efficace sur le neurone NA au point (S), et on enregistre l’activité électrique des neurones NA, NB et NC, grâce à trois oscilloscopes différents OA, OB et OC, dont les microélectrodes réceptrices RA, RB et RC, sont placées respectivement en (A), (B) et (C).

Document 3 : Expérience

Les tracés TA, TB et TC du document 4 ci-contre, représentent les enregistrements obtenus sur OA, OB et OC. 1- Que représente le tracé TA ? Indiquez et expliquez ses différentes phases (2 pts). 2- Que représentent les tracés TB et TC ? Expliquez leurs différences (2 pts).

Document 4 : Enregistrements obtenus

3- Expliquez les mécanismes électrochimiques se déroulant au niveau de la zone X du document 3. Schéma du document 5 à l’appui (2 pts). 4- Compte tenu des réponses précédentes, expliquez la coordination de l’activité des muscles antagonistes au cours du reflexe rotulien. Schéma du document 6 à l’appui (2 pts).

Bon travail

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Nom : ------------------------Prénom : ---------------------

FEUILLE À REMETTRE AVEC LA COPIE

Document 5 : Pour la question 3 de l’exercice 3 __________________________________________________________________________________________

Document 6 : Pour la question 4 de l’exercice 3 Page 5 sur 5

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S.V.T. Première partie (8 points) EXERCICE 1 : QCM

Le vendredi 13 mai 2011

Durée : 3 heures

Coefficient : 4

2010 – 2011

4ème Année Sciences Expérimentales Ahmed Baccar (4 points)

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou plusieurs réponses correctes. Reporter sur votre double feuille le numéro de chaque item et indiquer dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- Un individu hétérozygote pour deux gènes 5- La stimulation efficace d’un récepteur sensoriel liés distants de 32 cM fournit : donne naissance à un message nerveux au niveau : a- 64% de gamètes recombinés. a- de la terminaison axonique. b- 32% de gamètes recombinés. b- du premier nœud de Ranvier. c- 16% de gamètes recombinés. c- du site générateur. d- 08% de gamètes recombinés. d- du site transducteur. 2- Dans les ganglions lymphatiques et la rate : 6- Dans le cas du linkage partiel avec crossing-over, le a- naissent les lymphocytes B et T à partir test cross fournit les proportions phénotypiques : de cellules souches. a- équiprobables du type ½, ½. b- les lymphocytes B et T deviennent b- équiprobables du type ¼, ¼, ¼, ¼. immunocompétents. c- du type (1-p)/2, p/2, p/2, (1-p)/2. c- on peut trouver des macrophages et des d- du type (1-p)/4, p/4, p/4, (1-p)/4. lymphocytes immunocompétents. d- les lymphocytes immunocompétents 7- Le complément : entrent en contact avec l’antigène. a- est constitué de molécules enzymatiques. b- participe à éliminer l’antigène dans la RIMC. 3- La substance blanche de la moelle épinière c- peut réaliser la lyse des cellules cancéreuses et de renferme : l’allogreffe. a- des cellules gliales. d- son activation déclenche la formation du b- des corps cellulaires. complexe immun. c- des fibres nerveuses myélinisées. d- des fibres nerveuses amyélinisées. 8- L’axone d’un motoneurone : a- est une zone de traitement de l’information 4- Les hématies du groupe sanguin (A) portent à nerveuse. leur surface membranaire : b- ne peut conduire les potentiels d’action que dans a- des agglutinogènes (A). un seul sens. b- des agglutinines (A). c- assure la conduction des PPSE. c- des antigènes (A). d- libère des molécules de neurotransmetteur à ses d- des glycoprotéines (A). extrémités. Page 1 sur 4

EXERCICE 2 : Les propriétés de la fibre nerveuse isolée

(4 points)

Pour mettre en évidence quelques propriétés de la fibre nerveuse isolée, on prépare le dispositif expérimental du document 1 ci-dessous à gauche.

Le document 2 ci-dessus à droite, représente les enregistrements apparaissant sur l’oscilloscope suite aux trois expériences suivantes : Expérience 1 Expérience 2 Expérience 3

au temps t0, on place Rs à la surface de l’axone. au temps t1, on introduit Rs à l’intérieur de l’axone. aux temps t2, t3, t4 et t5 et à l’aide de SA et SB, on applique sur l’axone quatre stimulations successives d’intensité croissante S1 < S2 < S3 < S4 tout en laissant Rs à l’intérieur de l’axone.

1- Que représente l’enregistrement obtenu en (A) ? Expliquer son origine ionique (3 pts). 2- En comparant les enregistrements obtenus de (A) à (E), quelles propriétés de la fibre nerveuse isolée sont ainsi mises en évidence ? (1 pts).

Deuxième partie (12 points) EXERCICE 1 : La génétique des diploïdes

(6 points)

On croise une drosophile femelle de type sauvage aux ailes longues et au corps gris [vg+ eb+] avec une drosophile mâle aux ailes vestigiales et au corps ébène [vg eb] ; on obtient en 1ère génération 182 drosophiles aux ailes longues et au corps gris. On croise ensuite des drosophiles femelles obtenues en F1 avec des drosophiles mâles aux ailes vestigiales et aux corps ébènes. On obtient les résultats suivants : 492 drosophiles aux ailes longues et corps gris. 515 drosophiles aux ailes vestigiales et corps gris. 509 drosophiles aux ailes longues et corps ébène. 487 drosophiles aux ailes vestigiales et corps ébène. 1- Que peut-on conclure à partir du résultat du 1er croisement ? Justifier votre réponse (1 pt). 2- Que peut-on conclure à partir du résultat du 2ème croisement ? Justifier votre réponse (1 pt). 3- Interpréter génotypiquement les résultats de ces croisements. Un échiquier est attendu (3 pts). 4- Prévoir les phénotypes attendus et leurs proportions dans la descendance de F1 x F1 (1 pt). Page 2 sur 4

EXERCICE 2 : L’immunité

(6 points)

On s’intéresse aux mécanismes de la réponse immunitaire spécifique conduisant à la destruction d’un antigène. On réalise l’expérience décrite dans le document 3 ci-dessous en utilisant comme antigène des globules rouges de mouton (GRM).

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Le protocole expérimental Des cellules immunitaires de la rate de deux souris de la même souche, l’une est normale l’autre est thymectomisée, sont prélevées et incubées pendant 30 minutes à 37°C, ce qui permet de séparer les macrophages des lymphocytes. On trie ces leucocytes et on récupère séparément les macrophages et les lymphocytes de la souris normale ainsi que les lymphocytes de la souris thymectomisée. On réalise les préparations (notées de 1 à 4) ainsi qu’une préparation témoin (T). L’importance de la réponse immunitaire est évaluée quatre jours plus tard par la technique des plages d’hémolyse. La technique des plages d’hémolyse, consiste à mélanger un échantillon de chaque tube avec des GRM et du sérum frais d’un mammifère quelconque. La plage d’hémolyse est une zone dans laquelle les hématies ont été déduites. L’hémolyse n’est jamais obtenue en l’absence du sérum frais d’un mammifère quelconque. 1- Dans la situation témoin, on observe une hémolyse nette. Préciser le type de cette réaction immunitaire. Justifier votre réponse (1 pt). 2- Expliquer les résultats obtenus dans les diverses situations expérimentales (de 1 à 4) en utilisant vos connaissances sur les mécanismes de la réaction immunitaire (3 pts). 3- Réalisez un schéma de synthèse illustrant le mécanisme de neutralisation de l’antigène conformément à cette expérimentation (2 pts).

Bon courage

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 1 : Le système nerveux et le tissu nerveux CORRECTION DE LA SÉRIE D’EXERCICES CORRECTION DE L’EXERCICE 1 1- Le document 1, est une coupe transversale d’un encéphale de mammifère. 1) Sillon médian 2) Substance grise formant le cortex cérébral 3) Substance blanche du cerveau

4) 5) 6) 7)

Ventricules (cavités) Hypothalamus Substance grise du cervelet Substance blanche du cervelet

A) Cerveau B) Cervelet

2- Les éléments essentiels constitutifs de la zone 2 et 3 du document 1 : - Zone 2 : Substance grise du cerveau, constituée essentiellement de corps cellulaires de neurones pyramidaux et quelques fibres nerveuses centrales amyélinisées ainsi que des cellules gliales. - Zone 3 : Substance blanche du cerveau, constituée essentiellement de fibres nerveuses centrales myélinisées sans gaine de Schwann et des cellules gliales. Les cellules communes aux zones 2 et 3 sont les cellules gliales (ou de névroglie). Elles ont le rôle de soutien, de nutrition, de défense et d’isolant électrique. 3- Le document 2, représente une coupe transversale d’un nerf. Le nerf relie les muscles et les organes de sens à un centre nerveux (schéma ci-contre).

4- L’élément structural X du document 2, représente une fibre nerveuse périphérique (schéma ci-contre). Commentaire : Certaines fibres nerveuses périphériques, contenues dans les nerfs, sont entourées d’une gaine de myéline doublée d’une gaine Schwann (ou cellule de Schwann) sauf au niveau des nœuds de Ranvier, où elles sont entourées seulement d’une gaine de Schwann. Page 1 sur 3

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 1 : Le système nerveux et le tissu nerveux CORRECTION DE L’EXERCICE 2 1- Légende du document : 1) Cytoplasme 3) Cellule ou gaine de Schwann 5) Gaine de myéline 2) Dendrite 4) Etranglement ou nœud de Ranvier 6) Axone 2- Structure A : Corps cellulaire ou soma : Il appartient à la substance grise. Structure B : Portion d’une fibre nerveuse périphérique : Elle appartient aux nerfs. Structure C : Portion d’une fibre nerveuse centrale : elle appartient à la substance blanche. 3- L’origine et le rôle des éléments 3 et 5 de la structure B : - L’élément 3 est la gaine de Schwann : Elle est formée de cellules qui proviennent de la différenciation de certaines cellules gliales. Elle est responsable de la production de la gaine de myéline autour de l’axone. - L’élément 5 est la gaine de myéline : De nature lipidique produite par les cellules de Schwann et ayant le rôle d’isolant électrique. 4- Schéma légendé d’un neurone en faisant apparaître ses caractéristiques structurales (I, II, III et IV) :

CORRECTION DE L’EXERCICE 3 1- Légende du document 1 : 1) Substance blanche de la moelle 3) Ganglion spinal 5) Nerf rachidien épinière 4) Racine postérieure ou dorsale 6) Racine antérieure ou ventrale 2) Substance grise de la moelle épinière du nerf rachidien du nerf rachidien Page 2 sur 3

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 1 : Le système nerveux et le tissu nerveux 2- Identifions les frottis A, B et C du document 2 : - Frottis A : Substance blanche, prélevée de la zone I. - Frottis B : Nerf dilacéré, prélevés de la zone III. - Frottis C : Substance grise, prélevée de la zone II. 3- Les éléments essentiels constitutifs des frottis A, B, C et de l’élément 3 du document 1 : - Frottis A : Substance blanche de la moelle épinière, constituée essentiellement de fibres nerveuses centrales myélinisées sans gaine de Schwann avec des cellules gliales. - Frottis B : Nerf dilacéré, constitué essentiellement de fibres nerveuses périphériques myélinisées doublées d’une gaine Schwann, certaines fibres sont amyélinisées. - Frottis C : Substance grise de la moelle épinière, constituée essentiellement de corps cellulaires de neurones multipolaires et quelques fibres nerveuses centrales amyélinisées ainsi que des cellules gliales. - Elément 3 : Substance grise du ganglion spinal, constituée essentiellement de corps cellulaires de neurones unipolaires et quelques fibres nerveuses centrales amyélinisées. CORRECTION DE L’EXERCICE 4 1- La chaîne neuronique Y est exacte car l’arborisation terminale du neurone présynaptique est reliée aux dendrites du neurone post-synaptique. 2- Reproduction schématique de la chaîne neuronique exacte (schéma ci-contre) : Justification : L’influx nerveux (IN) chemine du neurone présynaptique, vers le neurone postsynaptique dans un seul sens. 3- La synapse neuroneuronique est un simple contact entre une terminaison nerveuse de l’axone d’un neurone présynaptique avec un neurone postsynaptique (schéma ci-contre). Les différents sites de jonction d’une synapse neuroneuronique peuvent être : - Au niveau des dendrites du neurone postsynaptique : c’est la synapse axodendritique. - Au niveau du soma du neurone postsynaptique : c’est la synapse axosomatique. - Au niveau de l’axone du neurone postsynaptique : c’est la synapse axo-axonique. Page 3 sur 3

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique SÉRIE D’EXERCICES CORRIGÉS EXERCICE 1 (activité 1 page 176 du manuel scolaire) Les expériences de Magendie, complétées par les expériences de dégénérescence Wallérienne, ont permis de préciser certains éléments intervenant dans le réflexe myotatique.

Question : Analysez et interprétez ces 3 expériences. EXERCICE 2 Pour mettre en évidence certains éléments intervenant dans le réflexe myotatique, Magendie a réalisé les expériences suivantes sur le nerf sciatique (nerf rachidien) d’un chien en bonne santé et il a noté les résultats correspondants à chaque expérience : 1- Analysez et expliquez chacune des expériences de Magendie. 2- Précisez les éléments intervenant dans le réflexe myotatique mis en évidence par Magendie. Page 1 sur 6

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique EXERCICE 3 Le complément des expériences de Magendie, qui consiste à stimuler le bout central et le bout périphérique du nerf rachidien sectionné ou de l’une de ses racines, permet de préciser le sens du message nerveux.

Question : Complétez les conclusions de cette série d’expériences. EXERCICE 4 (activité 3 page 182 du manuel scolaire) Afin de préciser l'origine du potentiel d'action, on stimule un axone géant de calmar et on enregistre la réponse de l'axone à la stimulation. Parallèlement, on évalue les variations de la perméabilité de la membrane de l'axone aux ions Na+ et K+. Les résultats sont représentés par la figure cicontre. Remarque : L'électrode réceptrice est implantée dans l'axone très près des électrodes stimulatrices (S). Question : Interprétez les résultats obtenus pour expliquer à quoi sont dues les différentes phases du potentiel d'action. Page 2 sur 6

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique EXERCICE 5 (QROC) La perméabilité membranaire est une propriété vitale de la cellule. Dans le cas du neurone, le transfert de part et d’autre de la membrane de plusieurs espèces ioniques est rendu possible par la présence de plusieurs types de canaux ioniques. 1- Citez trois types de canaux ioniques. 2- a- Légendez le schéma du document ci-contre en vous référant aux flèches numérotées. b- Précisez la ou les parties du neurone où sont localisés ces différents canaux ioniques. 3- Précisez les conditions qui permettent le fonctionnement de ces canaux ioniques. 4- Expliquez les conséquences du fonctionnement de deux de ces canaux sur la naissance du message nerveux et sa transmission synaptique. EXERCICE 6 (QROC) On se propose d’étudier la propagation du message nerveux le long d’une fibre nerveuse. Pour cela, on utilise une intensité de stimulation efficace appliquée en un point (S) de la fibre comme indiqué sur le schéma ci-contre et deux électrodes réceptrices reliées à un oscilloscope : l'une R1 placée à des distances variables (A, B, C et D) par rapport au point (S), l'autre R2 au contact d'une extrémité lésée de la fibre (électrode neutre). On enregistre sur l'écran de l'oscilloscope, les tracés A, B, C et D représentés par le document ci-contre. 1- Que représentent les tracés obtenus ? 2- Calculez, en justifiant la méthode employée, la vitesse de propagation du message nerveux au niveau de la fibre nerveuse. 3- Expliquez, schéma à l’appui, le mécanisme de la propagation unidirectionnelle du message nerveux le long d’une fibre nerveuse myélinisée et amyélinisée. EXERCICE 7 (exercice page 207 du manuel scolaire légèrement modifié) Le corpuscule de Pacini est un récepteur de la peau sensible aux variations de pression. Le document suivant présente ce récepteur soumis à des pressions croissantes et les enregistrements obtenus sur l’écran de deux oscilloscopes A’ et B’. Page 3 sur 6

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique

1- En exploitant ces données, expliquez la naissance d’un message nerveux et son codage au niveau du corpuscule de Pacini. 2- Dégagez des points communs sur le plan fonctionnel entre le corpuscule de Pacini et le fuseau neuromusculaire. EXERCICE 8 On se propose d'étudier la transmission du message nerveux à un motoneurone. Pour cela, on considère quatre terminaisons nerveuses A, B, C, D appartenant à des neurones présynaptiques différents reliés à un motoneurone M comme le montre le dispositif expérimental du document ci-contre : On enregistre les phénomènes électriques au niveau du cône axonique du motoneurone M suite à des stimulations électriques efficaces de même intensité et de même durée portées sur les neurones présynaptiques A, B, C, D dans différentes conditions, comme indiqué par les enregistrement du document ci-contre. 1- Analysez les phénomènes électriques enregistrés de l'étape 1 à 8. Qu'en déduisez-vous ? On effectue des micros injections de GABA ou d’acétylcholine, au niveau des fentes synaptiques des synapses C–M et D–M, on suit l’évolution de l’état électrique du neurone postsynaptique M en absence de toute stimulation efficace des neurones présynaptiques A, B, C et D. Les enregistrements obtenus sont indiqués dans le tableau ci-dessous : Page 4 sur 6

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique Micro injection de GABA Dans la synapse C–M Dans la synapse D–M

Micro injection d’ACh Dans la synapse C–M Dans la synapse D–M

Etat éléctrique du neurone postsynaptique M 2- Analysez ces résultats afin de déduire et d’expliquer le rôle physiologique du GABA et de l’acétylcholine. EXERCICE 9 On considère le circuit neuronique du document ci-dessous. Trois neurones présynaptiques N1, N2 et N3 font des jonctions sur un même neurone postsynaptique M et un neurone N 4 faisant jonction sur N1.

1- Expérience 1 : On stimule isolément et avec une intensité suffisante les neurones N 1, N2 et N3 respectivement avec les électrodes E1, E2 et E3. Les ddp enregistrées au niveau des oscilloscopes O1, O2, O3 et O4 sont présentées dans le tableau suivant :

Stimulation de N1 Stimulation de N2 Stimulation de N3

ddp enregistrée en millivolt (mV) O1 O2 O3 O4 -82 -78 -54 -58 -58 -61

a- Précisez la nature de chacune des synapses N1 – M, N2 – M et N3 – M et justifiez votre réponse en précisant le nom de chaque phénomène électrique enregistré. b- En comparant les ddp enregistrées en O1, O2 et O3 à celle enregistrée en O4, quelle propriété du phénomène électrique pouvez-vous dégager ? 2- Expérience 2 : On stimule simultanément les neurones N1, N2 et N3 avec les électrodes E1, E2 et E3. Représentez, à l’échelle, l’enregistrement obtenu en O4 et justifiez-le. En déduire le rôle du neurone M. Page 5 sur 6

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Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique 3- Expérience 3 : Soit l’enregistrement ci-contre obtenu au niveau de l’oscilloscope O4 : a- Décrivez cet enregistrement. b- Quelle expérience de stimulation possible a-t-on réalisée pour obtenir cet enregistrement ? c- Quel est le rôle joué par le neurone M dans cette expérience ? 4- Expérience 4 : On stimule simultanément N1, N2, N3 et N4 avec les électrodes E1, E2, E3 et E4. On enregistre en O4 un potentiel d’action. On stimule simultanément N1 et N4 avec les électrodes E1 et E4. On enregistre en O1 un potentiel de repos. Exploitez les informations tirées par ces deux expériences afin d’expliquer : a- La nature du neurone N4. Justifiez votre réponse. b- L’obtention d’un potentiel d’action en O4.

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Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique CORRECTION DE LA SÉRIE D’EXERCICES CORRECTION DE L’EXERCICE 1 (activité 1 page 176 du manuel scolaire) Analyse et interprétation des expériences de Magendie, complétées par les expériences de dégénérescence Wallérienne : - Expérience 1 : La section d’un nerf rachidien, entraîne la perte de la sensibilité et de la motricité de la région du corps innervée par ce nerf ainsi que la dégénérescence de toutes les fibres nerveuses du bout périphérique (portion du nerf séparée de la moelle épinière). Les fibres nerveuses du bout central et des racines (antérieure et postérieure) du nerf sectionné restent intactes.  Le nerf rachidien est un nerf mixte (sensitif et moteur), il est formé de fibres nerveuses sensitives et motrices. Le corps cellulaire nucléé (qui contient le noyau) de ces fibres est situé du côté de la moelle épinière (dans la substance grise de la moelle épinière ou du ganglion spinal). -

Expérience 2 : La section de la racine postérieure d’un nerf rachidien de part et d’autre du ganglion spinal, entraîne la perte de la sensibilité de la région du corps innervée par ce nerf (la motricité est maintenue) ainsi que la dégénérescence de toutes les fibres nerveuses de part et d’autre du ganglion spinal isolé et uniquement les fibres nerveuses dorsales du nerf rachidien.  La racine postérieure du nerf rachidien contient les fibres nerveuses sensitives. Le corps cellulaire de ces fibres est situé dans le ganglion spinal.

-

Expérience 3 : La section de la racine antérieure d’un nerf rachidien, entraîne la perte de la motricité de la région du corps innervée par ce nerf (la sensibilité est maintenue) ainsi que la dégénérescence de toutes les fibres nerveuses dans la partie de la racine antérieure séparée de la moelle épinière et uniquement les fibres nerveuses ventrales du nerf rachidien.  La racine antérieure du nerf rachidien contient les fibres nerveuses motrices. Le corps cellulaire de ces fibres est situé dans la corne antérieure de la moelle épinière.

CORRECTION DE L’EXERCICE 2 1- Expliquons chacune des expériences de Magendie : A) Section de la racine dorsale du nerf sciatique du chien : Le chien ne réalise aucune réaction lorsqu’on stimule sa jambe, car les muscles de la jambe innervés par le nerf sciatique perdent toute sensibilité et toute réaction réflexe. Par contre, il réagit et plie sa jambe lorsqu’on stimule le bout central de la racine dorsale sectionnée et ne réalise aucune réaction lorsqu’on stimule le bout périphérique, car le message nerveux circule dans un seul sens, à partir du lieu de stimulation vers les muscles effecteurs. B) Section de la racine ventrale du nerf sciatique du chien : Le chien réagit sans plier sa jambe lorsqu’on la stimule, car les muscles de la jambe innervés par le nerf sciatique restent sensibles au stimulus mais perdent toute réaction réflexe. Par contre, il ne réalise aucune réaction lorsqu’on stimule le bout central de la racine ventrale sectionnée et plie sa jambe sans réagir lorsqu’on stimule le bout périphérique, car le message nerveux circule toujours dans un seul sens, à partir du lieu de stimulation vers les muscles effecteurs. Page 1 sur 9

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Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique 2- Les expériences de Magendie, montrent que la racine dorsale du nerf sciatique contient les fibres nerveuses sensitives afférentes de type (𝐼𝑎) qui véhiculent le message nerveux sensitif du fuseau neuromusculaire vers la moelle épinière et la racine ventrale du même nerf contient les fibres nerveuses motrices efférentes qui véhiculent le message nerveux moteur de la moelle épinière vers les muscles effecteurs. CORRECTION DE L’EXERCICE 3

CORRECTION scolaire)

DE L’EXERCICE

4 (activité 3 page 182 du manuel

La figure montre trois courbes dans le même repère : la courbe du potentiel d'action et les courbes de variation de la perméabilité de la membrane vis à vis des ions Na+ et K+. - Avant toute stimulation, le potentiel de membrane est stable à une valeur de -70 mV : il s'agit du potentiel de repos. - Le point A, est l'artéfact de la stimulation. - Phase AB : c’est une phase de latence, temps perdu par l'influx nerveux pour se propager depuis le point de stimulation jusqu'à l'électrode réceptrice. Page 2 sur 9

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Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique La courbe du potentiel d'action montre : - Phase BC : c’est la déviation du spot vers le haut qui dépasse la valeur de -50 mV avec un potentiel local (PL) car l'électrode réceptrice est implantée très proche du point de stimulation. Cette déviation atteint +30 mV : il y a donc inversion de la polarisation de la membrane : il s'agit de la phase de dépolarisation. - Phase CD : c’est la déviation du spot vers le bas avec un retour à la polarisation initiale de la membrane (70 mV) : il s'agit de la phase de repolarisation. - Phase DE : le spot descend en dessous de -70 mV, atteint environ -75 mV : c'est une hyperpolarisation qui précède le retour définitif, en F, à la polarisation initiale de la membrane. Les courbes de variation de la perméabilité de la membrane vis à vis des ions Na+ et K+, superposées à la courbe de potentiel d'action montrent : - Lorsque le potentiel de la membrane atteint -50 mV, il y a une brusque augmentation de la perméabilité de la membrane vis à vis des ions Na+, la membrane s'étant dépolarisée, ceci indique que les ions Na+ pénètrent massivement à l'intérieur de la fibre nerveuse. - Lorsque le potentiel de la membrane atteint +30 mV, alors que la perméabilité de la membrane vis à vis des ions Na+ diminue, celle aux ions K+ augmente progressivement, la membrane se repolarise, ceci indique que les ions K+ sortent vers le milieu extérieur. Ainsi, on peut dire que le potentiel d'action est la conséquence d'une brutale modification de la perméabilité membranaire vis à vis des ions Na+ et K+. Ceci suggère que la membrane présente une catégorie de canaux ioniques spécifiques, autres que ceux déterminant le potentiel de repos. Ces canaux sont fermés au repos, leur ouverture dépend du niveau du potentiel atteint par la membrane : ce sont les Canaux ioniques Voltages Dépendants (CVD) (figure 1 ci-dessous).

-

Partant du niveau du potentiel de repos, lorsque la membrane dépolarisée jusqu'au niveau seuil situé au voisinage de -50 mV, il se produit d'abord une ouverture très brève (moins d'une milliseconde) des CVD à Na+, permettant à cet ion de pénétrer massivement dans la cellule. Cette pénétration est à l'origine de la phase de dépolarisation (figure 2 ci-dessous).

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Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique -

Quelques microsecondes plus tard, et pendant une durée plus longue, alors que les CVD à Na+ se ferment, les CVD à K+ s'ouvrent à leur tour (lorsque le potentiel de membrane atteint la valeur seuil de +30 mV chez l'homme) et les ions K+ sortent de la fibre entraînant sa repolarisation (figure 3 ci-dessous).

-

Les CVD à Na+ étant fermés, l'ouverture des CVD à K+ persiste encore ce qui entraîne une perte de charges positives, c'est la phase d'hyperpolarisation. Quand les CVD à K+ se ferment, la polarisation de la membrane est redevenue normale, mais la répartition des ions reste anormale (excès de Na+ interne et déficit de K+ interne). Une accélération de l'activité de la pompe Na+/K+ va en quelques millisecondes, rétablir une répartition normale de ces ions.

-

CORRECTION DE L’EXERCICE 5 (QROC) 1- Les trois types de canaux ioniques sont : Les canaux de fuite, les canaux voltage dépendants (CVD) et les canaux chimiodépendants (CCD). 2- a- Légende du schéma : 1) Dendrite 4) Gaine de myéline 7) Espace ou fente synaptique 2) Corps cellulaire 5) Bouton synaptique 8) Membrane postsynaptique 3) Axone 6) Membrane présynaptique 9) Synapse b- Les parties du neurone où sont localisés ces différents canaux ioniques sont : - Les canaux de fuite sont localisés sur toute la membrane du neurone. - Les CVD sont localisés au niveau des étranglements de Ranvier et des boutons synaptiques. - Les CCD sont localisés au niveau de la membrane postsynaptique. 3- Les conditions qui permettent le fonctionnement de ces canaux ioniques : - Cas des canaux de fuite : Ils sont toujours ouverts. - Cas des CVD : • Les CVD à Na+ fonctionnent lorsque le potentiel de la membrane atteint le seuil de -50 mV. • Les CVD à K+ fonctionnent lorsque le potentiel de la membrane atteint le seuil de +30 mV. • Les CVD à Ca++ fonctionnent à l’arrivée du message nerveux au niveau du bouton synaptique et à la dépolarisation de la membrane présynaptique. - Cas des CCD :  Les CCD à Na+ fonctionnent lorsque le neurotransmetteur est l’acétylcholine.  Les CCD à Cl- et les CCD à K+ fonctionnent lorsque le neurotransmetteur est le GABA. Page 4 sur 9

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Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique 4- Les conséquences du fonctionnement des CVD sur la naissance du message nerveux : Lorsque le potentiel de la membrane atteint le seuil de -50 mV, les CVD à Na+ s’ouvrent permettant l’entrée d’un flux d’ions Na+ à l’intérieur de la fibre ce qui entraîne la diminution de la négativité interne de la membrane qui s’inverse provoquant sa dépolarisation de -70 à +30 mV et la naissance d’un PA. Lorsque le potentiel de la membrane atteint le seuil de +30 mV, les CVD à Na + se ferment et les CVD à K+ s’ouvrent permettant la sortie d’un flux d’ions K+ à l’extérieur de la fibre ce qui entraîne le retour à la polarisation initiale de la membrane (-70 mV) provoquant sa repolarisation. Les conséquences du fonctionnement des CCD sur la transmission synaptique : L’exocytose des neurotransmetteurs dans la fente synaptique et leur fixation sur des récepteurs spécifiques de la membrane postsynaptique, entraine l’ouverture des CCD créant un mouvement ionique au niveau de la membrane postsynaptique. - Cas d’une synapse excitatrice (SE) : Le neurotransmetteur excitateur le plus fréquent dans cette synapse est l’acétylcholine (ACh). Elle provoque l’entrée massive d’ions Na+ à travers les CCD à Na+, ce qui entraîne une légère dépolarisation momentanée du neurone postsynaptique appelée potentiel postsynaptique excitateur ou PPSE. Si le PPSE global atteint le seuil de potentiel, il y a naissance d’un PA qui se propage le long du neurone postsynaptique à partir du cône axonique. - Cas d’une synapse inhibitrice (SI) : Le neurotransmetteur inhibiteur le plus fréquent dans cette synapse est l’acide γ-aminobutyrique (GABA). Il provoque l’entrée d’ions Cl- à travers les CCD à Cl- ou la sortie d’ions K+ à travers les CCD à K+, ce qui entraîne une légère hyperpolarisation momentanée du neurone postsynaptique appelée potentiel postsynaptique inhibiteur ou PPSI. Dans ce cas Le PA ne se produit jamais. CORRECTION DE L’EXERCICE 6 (QROC) 1- Chaque tracé représente un potentiel d'action en réponse à une stimulation efficace de la fibre. 2- La vitesse de propagation du message nerveux au niveau de la fibre nerveuse est : 𝐯=

∆𝐝 (𝒎/𝒔) ∆𝐭

Prenons, par exemple la distance qui sépare les deux points (C) et (D) par rapport au point (S) : ∆𝒅 = 110 – 70 = 40 mm = 40.10-3 m Le temps qui sépare la naissance des deux potentiels d'actions en ces deux points est : ∆𝒕 =3,5 – 2,5 = 1 ms = 10-3 s La vitesse de propagation du message nerveux est donc : 𝐯=

∆𝐝 𝟒𝟎. 𝟏𝟎−𝟑 = = 𝟒𝟎 𝐦/𝐬 ∆𝐭 𝟏𝟎−𝟑 Page 5 sur 9

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Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique 3- Lorsqu’un PA naît en un point donné de la fibre nerveuse, il déclenche un autre PA juste à côté, dans les deux sens. Le message nerveux se propage alors de proche en proche, par l’effet des courants locaux créés par l’attraction des charges positives par les charges négatives. L’existence de la période réfractaire explique que le PA ne puisse pas revenir en arrière, on parle alors d’une propagation unidirectionnelle. - Dans les fibres amyélinisées, la propagation se fait de proche en proche, elle est continue et lente. - Dans les fibres myélinisées, la propagation est saltatoire, elle est plus rapide que la propagation continue car les charges électriques sautent d’un nœud de Ranvier au nœud voisin. Ceci est dû au fait que la myéline est un isolant électrique et que les CVD sont localisés au niveau des nœuds de Ranvier. CORRECTION DE L’EXERCICE 7 (exercice page 207 du manuel scolaire légèrement modifié) 1- Au niveau du site transducteur (extrémité de la fibre au niveau du point A’), toute pression quel que soit son intensité donne une légère dépolarisation d’amplitude proportionnelle à l’intensité de la pression sans donner de potentiel d’action. Cela revient à l’absence de CVD à ce niveau. On parle, alors, d’un potentiel de récepteur (PRc) dont l’amplitude diminue quand il s’éloigne de son lieu de naissance. Atteignant le site générateur (1er nœud de Ranvier au niveau du point B’) à une amplitude égale ou supérieure au seuil, le PRc entraîne l’ouverture des CVD pour faire naître un train de potentiel d’action qui se propage le long de la fibre. Le corpuscule de Pacini a donc converti une stimulation mécanique en une énergie électrique (potentiel d’action) : c’est la transduction. À une pression de 0,2 g le tracé enregistré en B’, par l’électrode réceptrice traduit la valeur du potentiel de repos. La pression de 0,2 g est donc une stimulation infraliminaire (inférieure au seuil). À partir de la pression de 0,6 g on obtient un train de potentiel d’action dont la fréquence est proportionnelle à l’intensité de la pression. La pression de 0,6 g est donc une stimulation supraliminaire (supérieure au seuil). Ainsi on comprend que, le corpuscule de Pacini traduit l’intensité de la stimulation supraliminaire en une fréquence proportionnelle de potentiels d’action : c’est un codage en modulation de fréquence.

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Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique 2- Le corpuscule de Pacini et le fuseau neuromusculaire ont les points communs suivants : - Ce sont des récepteurs sensoriels. - Ce sont des mécanorécepteurs, sensibles à une stimulation mécanique. Le FNM est sensible à l’étirement du muscle extenseur et le corpuscule de Pacini est sensible à la pression. - Ils convertissent l’énergie mécanique en énergie électrique sous forme d’un message nerveux. - Ils codent le message nerveux en modulation de fréquence. - Ils envoient le message nerveux sensitif afférent aux centres nerveux. CORRECTION DE L’EXERCICE 8 1- Analyse des phénomènes électriques enregistrés de l'étape 1 à 8 : Etape 1, 2 et 3 : Les stimulations électriques efficaces et isolées des neurones A, B et C, entraînent au niveau du neurone postsynaptique M une légère dépolarisation enregistrée au niveau du cône axonique qui n’a pas engendré un potentiel d’action. On déduit que cette dépolarisation est un PPSE et que les synapses des neurones A, B et C sont des synapses excitatrices. Etape 4 : La stimulation électrique efficace du neurone D, entraîne au niveau du neurone postsynaptique M une légère hyperpolarisation enregistrée au niveau du cône axonique. On déduit que cette hyperpolarisation est un PPSI et que la synapse du neurone D, est une synapse inhibitrice. Etape 5 : Les deux stimulations successives du neurone A (SASA), donnent un PPS global égal à la somme algébrique des PPS successifs provenant de la même synapse. On déduit que le motoneurone M réalise une sommation temporelle des PPS. Le PPS global n’a pas déclenché un potentiel d’action au niveau du cône axonique donc le potentiel seuil n’est pas atteint. Etape 6 : Les trois stimulations successives du neurone A (SASASA), donnent un PPS global égal à la somme algébrique des PPS successifs provenant de la même synapse. On déduit que le motoneurone M réalise une sommation temporelle des PPS. Le PPS global a déclenché un potentiel d’action au niveau du cône axonique donc le potentiel seuil de -50 mV est atteint. Etape 7 : Les stimulations simultanées des neurones A, B et C (S(A+B+C)), donnent un PPS global égal à la somme algébrique des PPS simultanés provenant des trois synapses (3 PPSE). On déduit que le motoneurone M réalise une sommation spatiale des PPS. Le PPS global a déclenché un potentiel d’action au niveau du cône axonique donc le potentiel seuil de -50 mV est atteint. Etape 8 : Les stimulations simultanées des neurones A, B et D (S(A+B+D)), donnent un PPS global égal à la somme algébrique des PPS simultanés provenant des trois synapses (2 PPSE + PPSI). On déduit que le motoneurone M réalise une sommation spatiale des PPS. Le PPS global n’a pas déclenché un potentiel d’action au niveau du cône axonique donc le potentiel seuil de -50 mV n’est pas atteint. Conclusion : Le motoneurone M intègre à tout instant les informations reçues des neurones présynaptiques sous forme de PPSE et de PPSI, par sommation temporelle et spatiale des dépolarisations et des hyperpolarisations. Un PPS n’apparait au niveau du cône axonique du motoneurone M que si la résultante des PPS atteint le seuil de - 50 mV. Page 7 sur 9

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Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique 2- Le rôle physiologique du GABA et de l’acétylcholine : L’injection de GABA au niveau de la fente synaptique de la synapse C-M ne modifie pas le potentiel de la membrane postsynaptique car il n’y a pas de récepteurs spécifiques au GABA au niveau des synapses excitatrices, par contre elle le modifie au niveau de la fente synaptique de la synapse D-M, engendrant un PPSI au niveau du cône axonique du motoneurone M. On déduit que le GABA est un neurotransmetteur inhibiteur, sa fixation sur les récepteurs spécifiques de la membrane postsynaptique, provoque l’ouverture des CCD à Cl- et l’entrée d’ions Cl- ou l’ouverture des CCD à K+ et la sortie d’ions K+. L’injection d’ACh au niveau de la fente synaptique de la synapse D-M ne modifie pas le potentiel de la membrane postsynaptique car il n’y a pas de récepteurs spécifiques à l’ACh au niveau des synapses inhibitrices, par contre elle le modifie au niveau de la fente synaptique de la synapse C-M, engendrant un PPSE au niveau du cône axonique du motoneurone M. On déduit que l’ACh est un neurotransmetteur excitateur, sa fixation sur les récepteurs spécifiques de la membrane postsynaptique, provoque l’ouverture des CCD à Na+ et l’entrée massive d’ions Na+ à travers ces CCD. CORRECTION DE L’EXERCICE 9 1- Expérience 1 : a- Nature de chacune des synapses N1 – M, N2 – M et N3 – M et justification : Synapses N1 – M N2 – M N3 – M

Natures Synapse inhibitrice Synapses excitatrices

Justifications La ddp passe de -70 mV à -82 mV : c’est une légère hyperpolarisation appelée PPSI. La ddp passe de -70 mV à -54 mV pour N2 et de -70 mV à -58 mV pour N3 : ce sont des légères dépolarisations appelées PPSE.

b- L’amplitude du phénomène électrique diminue en passant des oscilloscopes O 1, O2 ou O3 à l’oscilloscope O4 (cône axonique).  Les PPSE et les PPSI se propagent sur une courte distance en s’amortissant lorsqu’ils s’éloignent de la synapse à cause de la diminution de l’intensité du champ électrique créé par la simulation. 2- Expérience 2 : - Le PPSI engendré par la synapse N1 – M est d’amplitude 8 mV au niveau du cône axonique. |−78 − (−70)| = |−8| - Le PPSE engendré par la synapse N2 – M est d’amplitude 12 mV au niveau du cône axonique. |−58 − (−70)| = |+12| - Le PPSE engendré par la synapse N3 – M est d’amplitude 9 mV au niveau du cône axonique. |−61 − (−70)| = |+9| - Le PPSE global = 12 + 9 + (- 8) = 13 mV. Schéma à l’échelle ci-contre.  Le neurone M a joué un rôle intégrateur en effectuant une sommation spatiale. 3- Expérience 3 : a- L’enregistrement montre un PA postsynaptique précédé d’un PPSE global formé de 2 vagues, la première d’amplitude 12 mV |−58 − (−70)| = |+12| et la deuxième atteint le seuil. Page 8 sur 9

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 2 : Etude d’une réaction motrice : Le réflexe myotatique b- Ce PA postsynaptique est obtenu suite à 2 stimulations successives et rapprochées sur un neurone présynaptique excitateur qui doit être le N2. c- Dans cette expérience, le neurone M a joué un rôle intégrateur en effectuant une sommation temporelle. 4- Expérience 4 : Exploitation Une stimulation simultanée de N1, N2, N3 et N4 a permis d’enregistrer en O4 un PA. Une stimulation simultanée de N1 et N4 a permis d’enregistrer en O1 un PR.

Information Il y a un PPSE global par sommation spatiale qui atteint le seuil et déclenche ce PA. N1 n’a pas transmis un message vers le neurone M : La synapse N1 – M, n’a pas fonctionné.

a- Sachant que le neurone N1 est un neurone inhibiteur, le neurone N4 est alors un neurone excitateur puisque la somme algébrique des PPS engendrés par N1 et N4 à donner un PR. b- Suite aux stimulations simultanées de N1, N2, N3 et N4, seuls N2 et N3 transmettent le message nerveux : 9 + 12 = 21 mV. La somme algébrique des PPS engendrés par N 2 et N3 est égale à -49 mV (−70 + 21 = −49 𝑚𝑉), elle a légèrement dépassé le seuil de -50 mV d’où le PA.

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S.V.T Coefficient : 4

Lundi 18 avril 2016

Devoir de Contrôle N° 3 Durée : 2 heures

Coefficient : 1

2015 – 2016

ème

4

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mr Ahmed Baccar

PREMIÈRE PARTIE (12 POINTS) QCM

4 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reportez sur votre double feuille, le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- Au niveau du sarcomère, la contraction musculaire 5- Dans la phase d’adaptation du stress, le cortisol se traduit par : assure : a- une réduction de la longueur des bandes claires, a- la glycolyse, b- une réduction de la longueur des bandes b- la glycogénolyse, sombres, c- la glycogenèse, c- un glissement des filaments d’actine entre les d- la néoglucogenèse. filaments de myosine, d- un glissement des filaments de myosine entre les 6- Dans une situation stressante, la phase filaments d’actines. d’alarme est caractérisée par : a- la sécrétion des catécholamines, 2- La fixation des têtes de myosine sur les filaments b- la sécrétion des corticoïdes, d’actine est due à : c- la stimulation du système endocrinien, a- la libération des ions Ca++ dans le sarcoplasme, d- la stimulation du système nerveux ++ b- la fixation des ions Ca au niveau de leurs sites, autonome. c- l’hydrolyse de l’ATP, d- la fixation de l’ATP au niveau de son site. 7- Le toxicomane devient dépendant à une drogue lorsqu’il : 3- Lorsque les fibres nerveuses sympathiques sont a- ne peut plus s’en passer de la consommer, stimulées : b- sent le manque à la privation de cette a- elles sécrètent l’acétylcholine, drogue, b- elles sécrètent la noradrénaline, c- tend à augmenter la dose pour retrouver le c- elles ont un effet vasodilatateur, même plaisir, d- elles ont un effet vasoconstricteur. d- risque l’overdose. 4- La vasopressine (ou ADH) est synthétisée par : a- le complexe hypothalamo-hypophysaire, b- la médullosurrénale, c- la corticosurrénale, d- la thyroïde.

8- La cocaïne est une drogue qui : a- stimule la sécrétion de la dopamine, b- inhibe la sécrétion de la dopamine, c- se fixe sur les transporteurs de la dopamine, d- se fixe sur les récepteurs de la dopamine.

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EXERCICE 1 : LE FONCTIONNEMENT DU MUSCLE SQUELETTIQUE

4 POINTS

La contraction musculaire se fait selon un mécanisme dans lequel se succèdent divers phénomènes énergétiques. Le document 1 de la page 5 (à rendre avec la copie), présente un myogramme enregistré suite à une stimulation isolée portée directement sur la fibre musculaire. 1- Identifiez les trois phases du myogramme en complétant la légende de 1 à 3. (0,75 pt) 2- Représentez sur le même document, le tracé des divers phénomènes énergétiques qui précèdent et accompagnent la secousse musculaire. Une légende complète est attendue. (1,25 pts) 3- Écrivez l’équation globale de la réaction biochimique à l’origine de chacune des chaleurs dégagées lors et après la secousse musculaire (le nom des enzymes est attendu). (2 pts) EXERCICE 2 : LA RÉGULATION DE LA PRESSION ARTÉRIELLE

4 POINTS

La régulation nerveuse de la pression artérielle en cas de stress est un mécanisme réflexe. Le document 2 de la page 5 (à rendre avec la copie), montre quelques éléments anatomiques intervenant dans ce réflexe. 1- Annotez le document en complétant la légende de 1 à 7. (1,75 pts) 2- Représentez sur le même document l’innervation cardiovasculaire, en nommant les nerfs. (1,75 pts) 3- En utilisant des flèches et des symboles (+, –), complétez le schéma, pour montrer le circuit nerveux intervenant dans ce réflexe. (0,5 pt) DEUXIÈME PARTIE (8 POINTS) EXERCICE 1 : LE FONCTIONNEMENT DU MUSCLE SQUELETTIQUE

4 POINTS

La rigidité cadavérique est un phénomène qui désigne le durcissement caractéristique des muscles après la mort, car ils restent contractés. Ce durcissement commence après 3 heures, atteint son maximum après 12 heures et diminue peu à peu pendant les 48 heures suivantes.  On se propose d’expliquer la cause de la rigidité cadavérique.  Analyse clinique : L’analyse du sarcoplasme d’une fibre musculaire d’un individu mort il y a 10 heures, montre une forte teneur en ions Ca++ et une concentration quasi nulle d’ATP. 1- Proposez deux hypothèses concernant la cause probable de la rigidité cadavérique. (0,5 pt)  Expérience : Pour tester les hypothèses émises, on mesure l’intensité de la contraction, en unité arbitraire (u.a.), des myofibrilles isolées et placées dans un milieu nutritif dans lequel on ajoute des molécules spécifiques à des temps bien déterminés. Le résultat de l’expérience est représenté par le document ci-contre. Page 2 sur 5

2- Analysez cette expérience pour en déduire les conditions nécessaires de la contraction et du relâchement musculaire. (1,5 pts) 3- À partir des résultats de l’analyse clinique et des déductions de l’expérience : a- Confirmez la validité de l’une de vos hypothèses proposées. (0,25 pt) b- Expliquez les résultats de l’analyse clinique. (0,75 pt) c- Expliquez le phénomène de la rigidité cadavérique. (1 pt) EXERCICE 2 : LA RÉGULATION DE LA PRESSION ARTÉRIELLE

4 POINTS

Une forme d'hypertension, dite rénovasculaire, est due à la diminution du flux sanguin rénal par rétrécissement, ou sténose, de l’artère rénale. Depuis quelques années, on utilise des substances pharmaceutiques comme l’Aliskiren, permettant de lutter contre cette hypertension rénovasculaire.  On se propose d’expliquer les causes de cette hypertension rénovasculaire et le mode d’action de l’Aliskiren.  Analyse clinique : On a évalué chez un malade atteint d'hypertension rénovasculaire, le taux de rénine dans les sangs afférent (sang artériel) et efférent (sang veineux) au rein malade. Les résultats sont comparés à ceux obtenus sur un rein normal (tableau du document 1 ci-dessous). Taux de rénine en unité arbitraire Dans le sang afférent Dans le sang efférent Rein d’un sujet sain 4 5 Rein présentant une sténose 6 12 Document 1

1- Analysez les données du tableau pour expliquer les causes de l’hypertension rénovasculaire. (2 pts)  Expérience : Pour expliquer le mode d’action de l’Aliskiren, on réalise, chez le chien, une expérience qui reproduit les effets de la sténose rénale (document 2 ci-dessous).

On dose par la suite le taux plasmatique de la rénine au niveau de la veine rénale et celui de l’angiotensine et de l’angiotensinogène dans la circulation générale. Les résultats des dosages sont représentés sur le document 3 ci-dessus. Page 3 sur 5

 Au temps T1 : on effectue une ligature de plus en plus serrée au niveau de l’artère rénale, permettant son rétrécissement progressif.  Au temps T2 : on laisse la ligature serrée à 70% et on effectue une perfusion intraveineuse pendant une heure d’une solution physiologique contenant l’Aliskiren. 2- Analysez cette expérience pour expliquer le mode d’action de l’Aliskiren pour le traitement de l’hypertension rénovasculaire. (2 pts) BON TRAVAIL

Page 4 sur 5

Feuille à rendre avec la copie Nom : -------------------------

Prénom : ---------------------

Classe : -------

N° : ----

Document 1 : se rapportant à l’exercice 1 QROC Les équations biochimiques

Document 2 : se rapportant à l’exercice 2 QROC Page 5 sur 5

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

AHMED BACCAR SVT

Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 4 : La régulation de la pression artérielle SÉRIE D’EXERCICES CORRIGÉS EXERCICE 1 (QROC) La liste ci-dessous, représente quelques facteurs agissant sur la pression artérielle. Classez cette liste en reportant les numéros dans un tableau à deux colonnes, l’une pour les facteurs favorisants l’hypertension et l’autre pour les facteurs favorisants l’hypotension. 1. Diminution de la volémie 2. Augmentation de la réabsorption du Na+ 3. Augmentation de la diurèse (sécrétion de l'urine) 4. Diminution du rythme cardiaque 5. Augmentation de la volémie 6. Vasoconstriction 7. Diminution de l’aldostérone 8. Augmentation de l’angiotensine 9. Diminution de l’ADH 10. L’acétylcholine

11. La noradrénaline 12. Augmentation de l’ADH 13. Augmentation de l’élimination du Na+ par les urines 14. Stimulation du centre orthosympathique 15. Augmentation du rythme cardiaque 16. Vasodilatation 17. Augmentation de la rénine 18. Augmentation de l’aldostérone 19. Stimulation des centres parasympathiques 20. Diarrhée – hémorragie – brûlure

EXERCICE 2 (QROC) L’acétylcholine et l’adrénaline sont deux messagers chimiques qui peuvent être sollicités par le système neurohormonal lors de la régulation de la pression artérielle. En faisant appel à vos connaissances, complétez le tableau comparatif suivant : Messagers chimiques

Acétylcholine

Adrénaline

Type Origine de sécrétion Condition de sécrétion Mode d’action Effets physiologiques EXERCICE 3 (QROC) La régulation de la pression artérielle fait intervenir des mécanismes nerveux et hormonaux. 1- Définissez la notion de pression artérielle. 2- Expliquez à l'aide d'un schéma fonctionnel simplifié le mécanisme nerveux qui intervient dans la régulation de la pression artérielle en cas d'hypertension. 3- Expliquez le rôle de l'aldostérone et de l’ADH dans la régulation de la pression artérielle en cas d'hypotension prolongée. Page 1 sur 5

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 4 : La régulation de la pression artérielle EXERCICE 4 Le cœur est un organe doué d’automatisme. Cependant, son fonctionnement subit l’influence du système nerveux autonome. On veut étudier l’action des nerfs X sur la fréquence cardiaque. Pour cela, on réalise des expériences de section de ces nerfs, sur un chien anesthésié. Les résultats obtenus sont représentés ci-contre : 1- Décrivez ces résultats. 2- Formulez une hypothèse pour expliquer le rôle des nerfs X sur le fonctionnement du cœur. On réalise des expériences de stimulations pendant 20 secondes des bouts périphériques de ces nerfs X sectionnés. Les résultats obtenus sont ceux du document ci-contre : 3- Décrivez l’évolution de la fréquence cardiaque. 4- Ces résultats confirment-ils votre hypothèse formulée à la 2ème question ? Justifiez votre réponse. EXERCICE 5 L’activité cardiaque est modifiée par plusieurs facteurs dont la variation de la pression artérielle. À la suite d’une petite hémorragie chez l’Homme, on peut constater les faits suivants : Avant l’hémorragie Pression artérielle (cm Hg) - Maximale - Minimale Débit cardiaque en mL de sang expulsé par minute

Après l’hémorragie Mesures immédiates Mesures 5 minutes après

13 8

8,5 6

12 8

5300

3000

4520

1- Analysez les données de ce tableau. Quelle conclusion pouvez-vous en déduire ? Pour comprendre les mécanismes mis en jeu dans les phénomènes constatés, on réalise sur un chat la dissection d’une partie de l’innervation cardiaque et on pratique une série d’expériences de section de nerfs et d’excitations électriques dont les résultats sont rassemblés dans le tableau suivant : Page 2 sur 5

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 4 : La régulation de la pression artérielle Excitations électriques Bout périphérique Bout central Nerfs pneumoDiminution de fréquence et gastriques de l’amplitude des Sans effets Augmentation de la fréquence (nerfs X) contractions cardiaques et de l’amplitude des Diminution de fréquence et contractions cardiaques Nerfs de Héring Sans effets de l’amplitude des contractions cardiaques Une stimulation d’une zone bulbaire entraîne un ralentissement cardiaque

Nerfs sectionnés

Effet de la section

2- Analysez méthodiquement ces résultats expérimentaux et dégagez les rôles des nerfs pneumogastriques, de Héring et de la zone bulbaire. 3- En se basant sur toutes ces données expérimentales et en utilisant vos connaissances : • Recopiez et annotez le schéma ci-contre. • Complétez le schéma, pour montrer la régulation nerveuse de l’activité cardiaque suite à une diminution de la Pa. • Expliquez le mécanisme de cette régulation. EXERCICE 6 Pour comprendre le mode d’action du système neurovégétatif dans la régulation de la pression artérielle, on a réalisé les expériences suivantes sur des chiens :  1ère expérience : On fait courir pendant une minute des chiens, répartis en 2 lots : - Le lot 1 est constitué de chiens qui n'ont subi aucune intervention. - Le lot 2 est constitué de chiens ayant subi la section de tous les nerfs s innervant le cœur. Le document 1 ci-contre, traduit les variations du rythme cardiaque chez les deux lots de chiens avant, pendant et après la course. 1- Analysez le tracé 1 et le tracé 2. En déduire l’action du système neurovégétatif avant, pendant et après l’effort musculaire. Page 3 sur 5

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 4 : La régulation de la pression artérielle  2ème expérience : On enregistre le potentiel d’action sur des fibres du nerf de Héring, du pneumogastrique (nerf X) et du nerf orthosympathique cardiaque, puis on pose des ligatures de part et d’autre du sinus carotidien gauche (document 2). On y injecte du liquide physiologique à une certaine pression et on enregistre de nouveau les potentiels d’action sur les mêmes fibres utilisées précédemment. Les résultats sont présentés dans le tableau du document 3 ci-dessous. Par ailleurs, on note suite à l’injection du liquide physiologique un ralentissement du rythme cardiaque et une baisse de la pression artérielle. Enregistrement de potentiels d’action Avant injection du liquide Après injection du liquide physiologique physiologique Fibres du nerf de Héring Fibres du pneumogastrique Fibres orthosympathiques 2- Quels renseignements dégagez-vous de l’analyse de ces résultats quant au mécanisme de régulation de la pression artérielle mis en jeu ? EXERCICE 7 À partir de la seule exploitation des données expérimentales, on se propose d’élaborer un raisonnement qui conduit à la présentation des mécanismes hormonaux de la régulation de la pression artérielle.  Constatation : Chez les grands brulés, on observe la formation d’œdèmes (gonflements) dus à l’accumulation du plasma sanguin dans les espaces interstitiels. Lorsque la perte du plasma atteint 8% du volume plasmatique total, on note l’augmentation du taux sanguin d’angiotensine ainsi qu’une hypotension. 1- Proposez une hypothèse expliquant le but de l’augmentation du taux sanguin d’angiotensine et une autre hypothèse expliquant l’hypotension. Pour vérifier la validité des hypothèses émises, on a réalisé les deux expériences suivantes :  Expérience 1 : Chez les animaux dont on a sectionné les nerfs provenant des barorécepteurs, on a pratiqué une perfusion (injection) de liquide physiologique. Les effets de cette perfusion sont donnés par le document 1 ci-contre : 2- Analysez les résultats expérimentaux du document 1 et donnez une conclusion. Page 4 sur 5

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Thème 4 : La neurophysiologie

Chapitre 4 : La régulation de la pression artérielle  Expérience 2 : Le document 2 ci-contre, montre les variations des taux d’aldostérone, de rénine et de l’élimination urinaire du sodium, à la suite de la perfusion d’une solution d’NaCl hypotonique (moins concentrée que le plasma). 3- Analysez les résultats expérimentaux du document 2, afin d’expliquer le mécanisme de régulation de la pression artérielle mis en jeu. Vos hypothèses sont-elles vérifiées ? 4- Faites un bilan des seuls informations apportées par les documents 1 et 2 sous forme d’un schéma fonctionnel. 5- Expliquez pourquoi les sujets atteints de tumeurs des corticosurrénales ont un taux plasmatique de rénine très bas.

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S.V.T.

Le 30 Avril 2011

2010 – 2011

Devoir de Contrôle N° 3 (CORRECTION) Durée : 2 heures

Coefficient : 4

4ème Année Sciences Expérimentales Ahmed Baccar

EXERCICE 1 : QCM Items Réponse(s) correcte(s)

1 ab

2 b

3 d

4 a

5 bcd

6 b

7 bd

8 c

EXERCICE 2 : L’évolution biologique – la phylogénie des espèces 1- En analysant les documents 1 et 2, on peut remarquer que : - L’organisation squelettique générale du membre antérieur chez ces quatre vertébrés tétrapodes actuels est très semblable (même organisation osseuse) : ceinture scapulaire  humérus  radius et cubitus  carpes et métacarpes  phalanges : on parle de structures homologues. Néanmoins, elle présente des adaptations particulières liées à leur mode de vie. - De même, ces quatre espèces présentent un développement embryonnaire très semblable et ne diffèrent que par la présence ou l’absence de certaines annexes embryonnaires (cavité amniotique et placenta). Cette similitude d’organisation anatomique et embryonnaire suggère une origine commune (ancêtre commun) de ces quatre espèces et plaide en faveur de la théorie de l’évolution. 2- Dans le document 1, on remarque que la ceinture scapulaire et l’humérus de la Tilapias sont formés de nombreuses pièces osseuses alors qu’ils sont formés d’une pièce unique chez la Poule, la Roussette et l’Homme. En effet, La soudure des os de la ceinture scapulaire et de l’humérus est un caractère homologue, il peut être utilisé pour établir les liens de parenté entre ces espèces. Les os soudés correspondent à l´état évolué de ce caractère. Cette innovation évolutive, a permis le passage graduel de la vie aquatique (poissons) à la vie terrestre (mammifères). La Tilapias a des os non soudés, elle présente l´état ancestral de ce caractère. La Roussette, la Poule et l’Homme sont donc plus proches entre eux qu´elles ne le sont de la Tilapias. Ces trois espèces dérivent donc d´un ancêtre commun qui possédait une pièce unique pour la ceinture scapulaire et l’humérus. 3- Dans le document 2, on remarque que chez la Poule, la Roussette et l´Homme, l´embryon se développe dans une cavité amniotique de même organisation chez les trois espèces. Ce caractère est donc homologue, il peut être utilisé pour établir les liens de parenté entre ces espèces. La présence de la cavité amniotique, correspond à l´état évolué de ce caractère. La Tilapias ne possède pas cette annexe embryonnaire. Elle présente l´état ancestral de ce caractère. La Roussette, la Poule et l´Homme sont donc plus proches entre eux qu´ils ne le sont de la Tilapias. Cela confirme bien les déductions faites de l´étude des caractères anatomiques précédents. En outre, on constate que l´Homme et la Roussette présentent l´état évolué pour le caractère homologue « placenta » puisqu´ils possèdent cette annexe embryonnaire, alors que la Poule ne la présente pas. L´Homme et la Roussette sont donc plus proches entre eux qu´ils ne le sont de la Poule. Ils dérivent donc d´un ancêtre commun qui présentait ce caractère évolué. Page 1 sur 4

4- D´après les données du tableau fourni, on peut dégager les remarques suivantes : - L´Homme et la Roussette ne présentent que 9,93% de différences entre leurs séquences respectives d’aminoacides. Ce sont donc les 2 espèces les plus proches. - La Poule présente 29,79% de différences avec l´Homme. La Poule est donc plus éloigné de l´Homme que ne l´est la Roussette. - La Tilapias présente 52,11% de différence avec l´Homme. Donc la Tilapias est bien l´espèce la plus éloignée de l´Homme. On en déduit que : « plus le pourcentage de différence entre les séquences d’aminoacides de deux espèces est élevé, plus l’ancêtre commun est éloigné dans le temps et inversement ». Le dénombrement des différences, constitue donc une méthode de mesure du degré de parenté entre les êtres vivants. En tenant compte de ces remarques, on peut confirmer les hypothèses formulées à partir des données anatomiques et embryonnaires précédentes. En effet, ses molécules sont homologues et elles dérivent d´une molécule que présentait l´ancêtre commun à ces quatre espèces. Les différences constatées sont dues à des mutations du gène ancestral qui code pour la synthèse de cette molécule. Ces mutations s’accumulent au cours du temps géologique. EXERCICE 3 : La neurophysiologie – le reflexe myotatique 1- Le tracé TA du document 4, représente le potentiel d’action (PA). Au cours du PA, l’entrée et la sortie des ions Na+ et K+ s’effectuent à travers des canaux dont l’ouverture dépond d’un niveau précis du potentiel de la membrane plasmique de la fibre nerveuse, ce sont des canaux ioniques voltage dépendants (CVD) ; ces canaux sont fermés au repos. Ce tracé présente plusieurs phases : - La phase (ab) est un potentiel local : c’est une dépolarisation de la membrane plasmique de la fibre nerveuse dont l’amplitude croit avec l’intensité de la stimulation. Si, celle-ci atteint ou dépasse le seuil, elle déclenche la phase (bc) si non, l’onde se propage sur une courte distance en diminuant d’amplitude jusqu’à sa disparition. - La phase (bc) est une dépolarisation : lorsque le potentiel de la membrane atteint une valeur seuil de -50 mV, les CVD à Na+ s’ouvrent : il y a entrée massive et brusque d’ions Na+. - La phase (cd) est une repolarisation : lorsque le potentiel de la membrane atteint une valeur seuil de +30 mV, les CVD à K+ s’ouvrent et les CVD à Na+ se ferment : il y a sortie d’un flux d’ions K+. - La phase (de) est une hyperpolarisation : les CVD à Na+ restent fermés et les CVD à K+ restent ouverts, la sortie des ions K+ continue même après la repolarisation puis les CVD à K+ se ferment et la pompe N+/K+ ramène le potentiel de la membrane à sa valeur au repos -70 mV. 2- Les tracés TB et TC du document 4, représentent les potentiels postsynaptiques (PPS). Au cours des PPS, le mouvement ionique s’effectuent à travers des canaux dont l’ouverture dépond de la nature du neurotransmetteur fixé sur les récepteurs spécifiques de la membrane postsynaptique, ce sont des canaux ioniques chimiodépendants (CCD). Page 2 sur 4

-

-

Le tracé TB représente une légère dépolarisation appelée potentiel postsynaptique excitateur (PPSE) qui née suite à une transmission synaptique d’une synapse excitatrice. Cette dépolarisation est due à une entrée massive et brusque d’ions Na+ dans le neurone postsynaptique suite à la fixation de l’acétylcholine (ACh), qui est un neurotransmetteur excitateur, sur les récepteurs spécifiques de la membrane postsynaptique qui entraîne l’ouverture des CCD à Na+. Le tracé TC représente une légère hyperpolarisation appelée potentiel postsynaptique inhibiteur (PPSI) qui née suite à une transmission synaptique d’une synapse inhibitrice. Cette hyperpolarisation est due à une entrée massive et brusque d’ions Cl- dans le neurone postsynaptique accompagnée par une sortie d’ions K+. Ce mouvement ionique se fait suite à la fixation de l’acide -aminobutyrique (GABA), qui est un neurotransmetteur inhibiteur, sur les récepteurs spécifiques de la membrane postsynaptique qui entraîne l’ouverture des CCD à Cl- ou les CCD à K+.

3- La zone X du document 3, est une synapse neuroneuronique excitatrice. Les mécanismes électrochimiques (transmission synaptique) se déroulant au niveau de cette zone comportent la succession des événements suivants : - Arrivée du message nerveux dans le bouton synaptique, ce qui entraîne la dépolarisation de la membrane présynaptique et l’ouverture des canaux calciques voltage dépendants (CVD à Ca2+). - Entrée massive des ions Ca2+ qui activent les vésicules synaptiques pour qu’elles fusionnent avec la membrane présynaptique. - Exocytose de l’ACh dans la fente synaptique et sa fixation sur des récepteurs spécifiques de la membrane postsynaptique, ce qui provoque l’ouverture des CCD à Na+. - Entrée massive et brusque d’ions Na+ qui déclenchent la dépolarisation de la membrane postsynaptique, ce qui entraîne un PPSE. - Inactivation rapide de l’ACh (hydrolysée par une enzyme : l’acétylcholinestérase) dans la fente synaptique interrompe la transmission synaptique (document ci-dessous).

4- Le réflexe rotulien est un réflexe myotatique caractérisé par une contraction automatique du muscle extenseur de la cuisse qui s’oppose à son propre étirement. Cette réaction reflexe tend à ramener le muscle à sa longueur initiale. Page 3 sur 4

La percussion du tendon du muscle extenseur de la cuisse (quadriceps) provoque son étirement. Le fuseau neuromusculaire sensible à l’étirement (mécanorécepteur) est stimulé d’où la naissance d’un message nerveux sensitif (une transduction) qui se propage vers la moelle épinière par la fibre nerveuse sensitive Ia (voie afférente). Ce centre nerveux reflexe a un rôle intégrateur. Il met en jeu une innervation réciproque par deux types de synapses : - Des synapses excitatrices qui activent le motoneurone  innervant le muscle extenseur (voie efférente) d’où sa contraction (circuit monosynaptique). - Des synapses inhibitrices qui inhibent (par l’intermédiaire d’un interneurone inhibiteur) l’activité du motoneurone  innervant le muscle fléchisseur antagoniste (biceps) d’où son relâchement dû à la chute de son tonus musculaire (circuit bisynaptique). Cette coordination de l’activité des muscles antagonistes au cours du reflexe rotulien, rend plus efficace l’extension de la jambe (document ci-dessous).

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Vendredi 11 mars 2016

S.V.T

Devoir de Contrôle N° 2 (CORRECTION)

Coefficient : 4

Durée : 2 heures

2015 – 2016

ème

4

Coefficient : 1

SCIENCES EXPÉRIMENTALES

RATTRAPAGE Mr Ahmed Baccar PREMIÈRE PARTIE (12 POINTS) QCM

4 POINTS Items Réponse(s) correcte(s)

1

2

3

4

5

6

7

8

ad

a

b

ac

d

c

bc

b

EXERCICE 1 : L’ÉVOLUTION BIOLOGIQUE

2,5 POINTS

1- Le degré de parenté le plus fort et le plus faible entre les trois espèces S, B et L. (1 pt) - Le degré de parenté le plus fort existe entre les espèces S et B, car leur ancêtre commun A 2 est le plus rapproché dans le temps. - Le degré de parenté le plus faible existe entre les espèces S et L, car leur ancêtre commun A1 est le plus éloigné dans le temps. 2- Attribution à chaque couple d’espèces le nombre de différences correspondant. (1 pt)

S B L

S 0 7 19

B

L

0 17

0

3- Représentation plus affinée, de l’arbre phylogénétique des 3 espèces S, B et L. (0,5 pt)

Justification : Plus le nombre d'acides aminés différents est élevé, plus l'ancêtre commun des deux espèces est éloigné dans le temps et plus le degré de parenté est faible et vice versa.

EXERCICE 2 : LE RÉFLEXE MYOTATIQUE

5,5 POINTS

1- Attribution à chaque numéro le nom correspondant. (2,5 pts) 1) 3) 5) 7) 9)

Muscle extenseur Fuseau neuro-musculaire Corne postérieure de la substance grise Racine dorsale du nerf rachidien Ganglion spinal

2) Muscle fléchisseur 4) Substance blanche de la moelle épinière 6) Corne antérieure de la substance grise 8) Racine ventrale du nerf rachidien 10) Nerf rachidien Page 1 sur 4

2- Le circuit nerveux intervenant dans le réflexe Achilléen. (2 pts)

3- Le fonctionnement du circuit nerveux intervenant dans le réflexe Achilléen, pour une bonne coordination des muscles antagonistes. (1 pt) Au cours du réflexe Achilléen, la contraction du muscle étiré est accompagnée d’une chute du tonus du muscle antagoniste. Cette coordination de l’activité des muscles antagonistes, rend plus efficace la réponse réflexe et s’explique par l’innervation réciproque. En effet, les messages nerveux sensitifs provenant des FNM du muscle étiré, ont une double action sur les motoneurones α : - Ils activent directement les motoneurones α du même muscle et entraînent sa contraction. Ce circuit excitateur constitué d’une chaîne de deux neurones s’articulant au niveau de la moelle épinière par une seule synapse, est un circuit monosynaptique qui caractérise le réflexe myotatique. - Ils inhibent les motoneurones α du muscle antagoniste par l’intermédiaire d’un interneurone inhibiteur situé dans la moelle épinière, ce qui entraîne la chute du tonus de ce muscle. Ce circuit inhibiteur constitué d’une chaîne de trois neurones s’articulant au niveau de la moelle épinière par deux synapses, est un circuit polysynaptique (bisynaptique). DEUXIÈME PARTIE : NEUROPHYSIOLOGIE A) 1- Représentation de l’enregistrement graphique de la stimulation simultanée en S1 et S2, enregistré en R1 (document ci-contre). (1 pt)

(8 POINTS)

2- Analyse des expériences 1, 2 et 3. (3 pts) Expérience 1 : La stimulation isolée de la terminaison nerveuse du neurone N1, fait apparaître une légère hyperpolarisation de 12 mV d’amplitude au niveau du cône axonique du motoneurone M, appelée potentiel postsynaptique inhibiteur (ou PPSI). Ce PPSI n'entraîne jamais une modification du potentiel membranaire au niveau de l’axone du motoneurone M, quel que soit son amplitude, il reste égal au potentiel de repos (-70 mV). Donc la fibre musculaire associée au motoneurone M ne se contracte pas.  La synapse N1-M est donc une synapse inhibitrice. Page 2 sur 4

Expérience 2 : La stimulation isolée de la terminaison nerveuse du neurone N2, fait apparaître une dépolarisation de 27 mV d’amplitude au niveau du cône axonique du motoneurone M, appelée potentiel postsynaptique excitateur (ou PPSE). Ce PPSE qui a dépassé le seuil de dépolarisation (-50 mV), a engendré un potentiel d’action propageable au niveau de l’axone du motoneurone M, responsable de la contraction de la fibre musculaire.  La synapse N2-M est donc une synapse excitatrice. Expérience 3 : La stimulation simultanée de la terminaison nerveuse des deux neurones présynaptiques N1 et N2, entraîne un PPSE de 15 mV d’amplitude (27 – 12) au niveau du cône axonique du motoneurone M. Ce PPSE n’a pas dépassé le seuil de dépolarisation, il n'entraîne aucune modification du potentiel membranaire au niveau de l’axone du motoneurone M, qui reste égal au potentiel de repos. Donc la fibre musculaire associée au motoneurone M ne se contracte pas. Ainsi le motoneurone M a intégré les informations nerveuses reçues simultanément des deux neurones présynaptiques. Le PPS résultant, a une amplitude égale à la somme algébrique des PPS simultanés provenant des deux synapses.  C’est une sommation spatiale. B) 3- Analyse des expériences 4 et 5. (2 pts) Expérience 4 : Le dépôt d’une microgoutte d’un neurotransmetteur X au niveau de la fente synaptique F1, en l'absence de toute stimulation électrique, a entraîné un PPSI au niveau du cône axonique du motoneurone M.  Le neurotransmetteur X est l’acide γ-amino butyrique (ou GABA). La fixation du GABA sur des récepteurs spécifiques au niveau de la région épaissie de la membrane postsynaptique, provoque l’entrée d’un flux d’ions Cl- dans le neurone postsynaptique ou la sortie d’un flux d’ions K+, à travers les CCD à Cl- ou à K+, ce qui entraîne le PPSI observé. Expérience 5 : Le dépôt d’une microgoutte d’un neurotransmetteur Y au niveau de la fente synaptique F2, en l'absence de toute stimulation électrique, a entraîné un PPSE au niveau du cône axonique du motoneurone M.  Le neurotransmetteur Y est l’acétylcholine (ou Ach). La fixation de l’acétylcholine sur des récepteurs spécifiques au niveau de la région épaissie de la membrane postsynaptique, provoque l’entrée d’un flux d’ions Na + dans le neurone postsynaptique à travers les CCD à Na+, ce qui entraîne le PPSE observé. C) 4- Analyse des 2 enregistrements du document 4, en vue d’expliquer l’apparition des contractions musculaires en cas d'anxiété. (1 pt) - En l'absence de picrotoxine au niveau de F1 : La stimulation de la terminaison nerveuse du neurone N1, a entraîné un PPSI au niveau du cône axonique du motoneurone M. - En présence de picrotoxine au niveau de F1 : La stimulation de la terminaison nerveuse du neurone N1, n'entraîne aucune modification du potentiel membranaire au niveau du cône axonique du motoneurone M, qui reste égal au potentiel de repos. La picrotoxine est une molécule capable de se fixer sur les récepteurs membranaires du GABA situés au niveau de la région épaissie de la membrane postsynaptique, ce qui empêche le GABA libéré dans la fente synaptique d'agir. Le motoneurone M ne reçoit donc plus de message nerveux inhibiteur du neurone N1 mais reçoit seulement le message nerveux excitateur du neurone N2. Page 3 sur 4

 Ainsi l'anxiété chronique, est responsable d'une inhibition de l’action du GABA au contact du motoneurone M, entraînant des contractions musculaires brusques et inattendues. D) 5- Analyse des 2 enregistrements du document 5, en vue de justifier l’utilisation des benzodiazépines pour traiter les contractions musculaires liées à l'anxiété. (1 pt) - En l’absence de benzodiazépines au niveau de F1 : Le dépôt d’une microgoutte de GABA, a entraîné un PPSI de faible amplitude au niveau du cône axonique du motoneurone M. - En présence de benzodiazépines au niveau de F1 : Le dépôt d’une microgoutte de GABA, a entraîné un PPSI de forte amplitude au niveau du cône axonique du motoneurone M. Les benzodiazépines sont aussi capables de se fixer sur les récepteurs membranaires du GABA situés au niveau de la région épaissie de la membrane postsynaptique, ils accentuent l'hyperpolarisation de la membrane du motoneurone M. L'effet inhibiteur du GABA, normalement annulé par l'anxiété, est donc rétabli par les benzodiazépines.  Les benzodiazépines sont donc un traitement intéressant pour la prise en charge des troubles dus à l'anxiété chronique chez l’Homme.

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4ème Année Sciences Expérimentales

2011 – 2012

S.V.T.

Corrigé du devoir de contrôle N°2

Mr Ahmed Baccar Mme Mihéla Lajmi

PREMIERE PARTIE (12 points) Exercice 1 : QCM Items Réponse(s) correcte(s)

(3 points) 1 a–b–d

2 d

3 b–d

Exercice 2 : QROC

4 c

5 c

6 a–b (3,5 points)

1- L’analyse de l’ADN comporte les principales étapes suivantes :  Extraction et fragmentation de l’ADN par des enzymes de restriction,  Séparation des brins d’ADN selon leur taille par électrophorèse sur gel,  Transfert sur une feuille de nitrocellulose,  Dissociation des brins d’ADN par la chaleur ou NaOH,  Incubation et hybridation des brins d’ADN correspondant au gène recherché avec la sonde moléculaire radioactive,  Autoradiographie et révélation du couple gène-sonde sur un film photographique. 2- La trisomie 21 est une aberration chromosomique due à l'existence de trois exemplaires de chromosomes 21 au lieu de deux. L’anomalie a lieu au cours de la méiose lors de la formation des gamètes surtout chez la femme dont l’âge s’approche de la ménopause.

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Exercice 3 : Génétique des diploïdes

(5,5 points)

1- Les parents de ce croisement sont de 2 lignées différentes appartenant à l’espèce « drosophile ». Ils diffèrent par deux caractères héréditaires : « la couleur du corps » et « la couleur des yeux », la femelle est du type sauvage « à corps beige et aux yeux rouges briques », le mâle est « à corps ébène et aux yeux bruns ».  La descendance obtenue ne montre pas de phénotype intermédiaire.  Il s’agit d’un cas de dominance absolue entre les allèles pour les deux caractères héréditaires.  Ce croisement est un test-cross d’un dihybridisme entre une femelle hybride et un mâle doublement récessif. Il a fourni 4 phénotypes différents, 2 parentaux et 2 recombinés. Si les gènes sont indépendants, on aurait trouvé 4 phénotypes équiprobables (3ème loi de Mendel) avec les proportions : ¼ ¼ ¼ ¼. Or ce n'est pas le cas puisqu’on a trouvé des phénotypes parentaux majoritaires et des phénotypes recombinés minoritaires.  Les 2 gènes sont alors portés par la même paire d’autosomes (gènes liés). L’apparition de phénotypes recombinés dans ce test-cross ne peut être expliquée que par une liaison partielle entre ces deux gènes c.à.d. par un brassage intrachromosomique (crossingover) qui s’est produit au cours de la méiose (uniquement chez la femelle) entraînant la recombinaison des allèles. Conclusion : Les deux caractères héréditaires sont contrôlés par deux gènes autosomiques partiellement liés avec une relation de dominance absolue entre les allèles pour les deux caractères héréditaires. 2- On considère que chaque caractère héréditaire est contrôlé par un couple d’allèles. On pose : - (se+, se) qui contrôle la couleur des yeux : (se+) : yeux sauvages (rouges briques), (se) : yeux bruns, avec (se+) > (se). -

(eb+, eb) qui contrôle la couleur du corps :

(eb+) : corps sauvage (corps beige), (eb) : corps ébène, avec (eb+) > (eb).

Parents Descendants ♀ hybride ♂birécessif Phénotypes [se+ eb+] [se eb] [se+ eb+] [se eb] [se+ eb] [se eb+] + + 𝐬𝐞 𝐞𝐛 𝐬𝐞 𝐞𝐛 𝐬𝐞+ 𝐞𝐛+ 𝐬𝐞 𝐞𝐛 𝐬𝐞+ 𝐞𝐛 𝐬𝐞 𝐞𝐛+ Génotypes ̿̿̿̿̿̿̿̿̿ ̿̿̿̿̿̿̿̿̿ ̿̿̿̿̿̿̿̿̿ ̿̿̿̿̿̿̿̿̿ ̿̿̿̿̿̿̿̿̿ ̿̿̿̿̿̿̿̿̿ 𝐬𝐞 𝐞𝐛 𝐬𝐞 𝐞𝐛 𝐬𝐞 𝐬𝐞 𝐞𝐛 𝐬𝐞 𝐞𝐛 𝐞𝐛 𝐬𝐞 𝐞𝐛 3- Soit p le pourcentage de recombinaison ou le pourcentage des phénotypes recombinés. 𝑝= 𝑝=

𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛é𝑠 × 100 𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠

[𝑠𝑒 + 𝑒𝑏] + [𝑠𝑒 𝑒𝑏 + ] 222 + 225 × 100 = × 100 = 44,7% 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 1000

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p détermine indirectement la distance génétique entre les 2 loci des deux gènes en question. Par convention, on considère 1% de recombinaison = 1 cM (centimorgan). Donc la distance génétique entre les gènes « sepia » et « ebony » est de 44,7 cM. 4- La carte factorielle du chromosome N°3 de la drosophile : « sepia » > « ebony » = 44,7 cM, « scarlet » > « sepia » = 18,4 cM.

La distance génétique séparant le gène « scarlet » au gène « ebony » est 44,7 – 18,4 = 26,3 cM. DEUXIEME PARTIE : Génétique humaine (8 points) 1- Discutons chacune des hypothèses suivantes à partir de l’analyse de l’arbre généalogique : a- Hypothèse 1 : La maladie est autosomale dominante. Un couple dont l’un des parents est malade hétérozygote pour le gène morbide, donne toujours des enfants malades et sains, ce qui est le cas pour les couples (I1, I2) et (II4, II5), ils ont au moins un de leurs enfants atteint. L’hypothèse est alors acceptée. b- Hypothèse 2 : La maladie est dominante liée au chromosome X. Un père atteint ne peut jamais donner de fils atteints. Dans cet arbre généalogique, le couple (I1, I2) dont le père est atteint, a donné naissance à un garçon II3 atteint, ce qui n’est pas conforme avec l’hérédité dominante liée à X. L’hypothèse est alors rejetée. c- Hypothèse 3 : La maladie est autosomale récessive. Un couple dont l’un des parents est malade, donne toujours des enfants malades et sains si l’autre parent est sain hétérozygote pour le gène morbide, ce qui est le cas pour les couples (I 1, I2) et (II4, II5), ils ont au moins un de leurs enfants atteint. L’hypothèse est alors acceptée. d- Hypothèse 4 : La maladie est récessive liée au chromosome X.  Une mère atteinte donne toujours des filles saines et des fils atteints. C’est le cas pour le couple (II4, II5), ils ont un fils III5 atteint et deux filles III4 et III6 saines.  Un père atteint et une mère saine hétérozygote pour le gène morbide, peuvent donner des enfants malades ou sains quel que soit leur sexe, ce qui est le cas pour le couple (I1, I2). L’hypothèse est alors acceptée. 2- Des analyses de sang réalisées chez l’individu I2, montre que cette femme est hétérozygote pour le gène morbide. Ceci exclu l’hypothèse 1, car un individu sain ne peut jamais être hétérozygote pour une maladie autosomale dominante. Les hypothèses 3 et 4 seront alors conservées. Page 3 sur 4

3- Analyse des résultats de l’électrophorèse : a- Les individus III3 et III4 sont tous les deux hétérozygotes pour le gène qui code pour la synthèse de la phénylalanine hydroxylase. En effet, le résultat de l’électrophorèse montre deux bandes pour chaque individu, une bande pour l’allèle normal et une autre pour l’allèle muté. Ceci exclu l’hypothèse 4, car les individus de sexe mâle, ne peuvent jamais être hétérozygote pour une maladie récessive liée au chromosome X quel que soit le génotype de leurs parents, dans notre cas, l’individu III3 doit obligatoirement être homozygote, ce qui n’est pas conforme avec le résultat de l’électrophorèse. L’hypothèse 3 est conservée et l’hypothèse 4 est rejetée. Conclusion : La phénylcétonurie est une maladie autosomale récessive. b- On pose :  N : l’allèle responsable du phénotype normal.  m : l’allèle responsable de la phénylcétonurie.  Avec N > m. II1

𝐍 𝐍 ou ̿̿̿ 𝐦 𝐍̿ ̿̿̿̿

II2 𝐍 ̿̿̿̿ 𝐦

II4 𝐦 ̿̿̿̿ 𝐦

c- Le mariage entre les individus III3 et III4 tous les deux hétérozygotes de génotype N//m, est un mariage consanguin (mariage entre coussins), il est fortement déconseillé lorsqu’une maladie autosomale récessive existe dans la famille des futurs mariés, d’autant plus, lorsque les futurs mariés sont hétérozygotes pour le gène morbide (porteurs sains), car cela favorise l’apparition de la maladie à 25% de chance dans la progéniture (voir ci-contre).

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II5 𝐍 ̿̿̿̿ 𝐦

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2011 – 2012

S.V.T.

Corrigé du devoir de contrôle N°2

Mr Ahmed Baccar Mme Mihéla Lajmi

PREMIERE PARTIE (12 points) Exercice 1 : QCM Items Réponse(s) correcte(s)

(3 points) 1 a–b–d

2 d

3 b–d

Exercice 2 : QROC

4 c

5 c

6 a–b (3,5 points)

1- L’analyse de l’ADN comporte les principales étapes suivantes :  Extraction et fragmentation de l’ADN par des enzymes de restriction,  Séparation des brins d’ADN selon leur taille par électrophorèse sur gel,  Transfert sur une feuille de nitrocellulose,  Dissociation des brins d’ADN par la chaleur ou NaOH,  Incubation et hybridation des brins d’ADN correspondant au gène recherché avec la sonde moléculaire radioactive,  Autoradiographie et révélation du couple gène-sonde sur un film photographique. 2- La trisomie 21 est une aberration chromosomique due à l'existence de trois exemplaires de chromosomes 21 au lieu de deux. L’anomalie a lieu au cours de la méiose lors de la formation des gamètes surtout chez la femme dont l’âge s’approche de la ménopause.

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Exercice 3 : Génétique des diploïdes

(5,5 points)

1- Les parents de ce croisement sont de 2 lignées différentes appartenant à l’espèce « drosophile ». Ils diffèrent par deux caractères héréditaires : « la couleur du corps » et « la couleur des yeux », la femelle est du type sauvage « à corps beige et aux yeux rouges briques », le mâle est « à corps ébène et aux yeux bruns ».  La descendance obtenue ne montre pas de phénotype intermédiaire.  Il s’agit d’un cas de dominance absolue entre les allèles pour les deux caractères héréditaires.  Ce croisement est un test-cross d’un dihybridisme entre une femelle hybride et un mâle doublement récessif. Il a fourni 4 phénotypes différents, 2 parentaux et 2 recombinés. Si les gènes sont indépendants, on aurait trouvé 4 phénotypes équiprobables (3ème loi de Mendel) avec les proportions : ¼ ¼ ¼ ¼. Or ce n'est pas le cas puisqu’on a trouvé des phénotypes parentaux majoritaires et des phénotypes recombinés minoritaires.  Les 2 gènes sont alors portés par la même paire d’autosomes (gènes liés). L’apparition de phénotypes recombinés dans ce test-cross ne peut être expliquée que par une liaison partielle entre ces deux gènes c.à.d. par un brassage intrachromosomique (crossingover) qui s’est produit au cours de la méiose (uniquement chez la femelle) entraînant la recombinaison des allèles. Conclusion : Les deux caractères héréditaires sont contrôlés par deux gènes autosomiques partiellement liés avec une relation de dominance absolue entre les allèles pour les deux caractères héréditaires. 2- On considère que chaque caractère héréditaire est contrôlé par un couple d’allèles. On pose : - (se+, se) qui contrôle la couleur des yeux : (se+) : yeux sauvages (rouges briques), (se) : yeux bruns, avec (se+) > (se). -

(eb+, eb) qui contrôle la couleur du corps :

(eb+) : corps sauvage (corps beige), (eb) : corps ébène, avec (eb+) > (eb).

Parents Descendants ♀ hybride ♂birécessif Phénotypes [se+ eb+] [se eb] [se+ eb+] [se eb] [se+ eb] [se eb+] + + 𝐬𝐞 𝐞𝐛 𝐬𝐞 𝐞𝐛 𝐬𝐞+ 𝐞𝐛+ 𝐬𝐞 𝐞𝐛 𝐬𝐞+ 𝐞𝐛 𝐬𝐞 𝐞𝐛+ Génotypes ̿̿̿̿̿̿̿̿̿ ̿̿̿̿̿̿̿̿̿ ̿̿̿̿̿̿̿̿̿ ̿̿̿̿̿̿̿̿̿ ̿̿̿̿̿̿̿̿̿ ̿̿̿̿̿̿̿̿̿ 𝐬𝐞 𝐞𝐛 𝐬𝐞 𝐞𝐛 𝐬𝐞 𝐬𝐞 𝐞𝐛 𝐬𝐞 𝐞𝐛 𝐞𝐛 𝐬𝐞 𝐞𝐛 3- Soit p le pourcentage de recombinaison ou le pourcentage des phénotypes recombinés. 𝑝= 𝑝=

𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛é𝑠 × 100 𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑠

[𝑠𝑒 + 𝑒𝑏] + [𝑠𝑒 𝑒𝑏 + ] 222 + 225 × 100 = × 100 = 44,7% 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 1000

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p détermine indirectement la distance génétique entre les 2 loci des deux gènes en question. Par convention, on considère 1% de recombinaison = 1 cM (centimorgan). Donc la distance génétique entre les gènes « sepia » et « ebony » est de 44,7 cM. 4- La carte factorielle du chromosome N°3 de la drosophile : « sepia » > « ebony » = 44,7 cM, « scarlet » > « sepia » = 18,4 cM.

La distance génétique séparant le gène « scarlet » au gène « ebony » est 44,7 – 18,4 = 26,3 cM. DEUXIEME PARTIE : Génétique humaine (8 points) 1- Discutons chacune des hypothèses suivantes à partir de l’analyse de l’arbre généalogique : a- Hypothèse 1 : La maladie est autosomale dominante. Un couple dont l’un des parents est malade hétérozygote pour le gène morbide, donne toujours des enfants malades et sains, ce qui est le cas pour les couples (I1, I2) et (II4, II5), ils ont au moins un de leurs enfants atteint. L’hypothèse est alors acceptée. b- Hypothèse 2 : La maladie est dominante liée au chromosome X. Un père atteint ne peut jamais donner de fils atteints. Dans cet arbre généalogique, le couple (I1, I2) dont le père est atteint, a donné naissance à un garçon II3 atteint, ce qui n’est pas conforme avec l’hérédité dominante liée à X. L’hypothèse est alors rejetée. c- Hypothèse 3 : La maladie est autosomale récessive. Un couple dont l’un des parents est malade, donne toujours des enfants malades et sains si l’autre parent est sain hétérozygote pour le gène morbide, ce qui est le cas pour les couples (I 1, I2) et (II4, II5), ils ont au moins un de leurs enfants atteint. L’hypothèse est alors acceptée. d- Hypothèse 4 : La maladie est récessive liée au chromosome X.  Une mère atteinte donne toujours des filles saines et des fils atteints. C’est le cas pour le couple (II4, II5), ils ont un fils III5 atteint et deux filles III4 et III6 saines.  Un père atteint et une mère saine hétérozygote pour le gène morbide, peuvent donner des enfants malades ou sains quel que soit leur sexe, ce qui est le cas pour le couple (I1, I2). L’hypothèse est alors acceptée. 2- Des analyses de sang réalisées chez l’individu I2, montre que cette femme est hétérozygote pour le gène morbide. Ceci exclu l’hypothèse 1, car un individu sain ne peut jamais être hétérozygote pour une maladie autosomale dominante. Les hypothèses 3 et 4 seront alors conservées. Page 3 sur 4

3- Analyse des résultats de l’électrophorèse : a- Les individus III3 et III4 sont tous les deux hétérozygotes pour le gène qui code pour la synthèse de la phénylalanine hydroxylase. En effet, le résultat de l’électrophorèse montre deux bandes pour chaque individu, une bande pour l’allèle normal et une autre pour l’allèle muté. Ceci exclu l’hypothèse 4, car les individus de sexe mâle, ne peuvent jamais être hétérozygote pour une maladie récessive liée au chromosome X quel que soit le génotype de leurs parents, dans notre cas, l’individu III3 doit obligatoirement être homozygote, ce qui n’est pas conforme avec le résultat de l’électrophorèse. L’hypothèse 3 est conservée et l’hypothèse 4 est rejetée. Conclusion : La phénylcétonurie est une maladie autosomale récessive. b- On pose :  N : l’allèle responsable du phénotype normal.  m : l’allèle responsable de la phénylcétonurie.  Avec N > m. II1

𝐍 𝐍 ou ̿̿̿ 𝐦 𝐍̿ ̿̿̿̿

II2 𝐍 ̿̿̿̿ 𝐦

II4 𝐦 ̿̿̿̿ 𝐦

c- Le mariage entre les individus III3 et III4 tous les deux hétérozygotes de génotype N//m, est un mariage consanguin (mariage entre coussins), il est fortement déconseillé lorsqu’une maladie autosomale récessive existe dans la famille des futurs mariés, d’autant plus, lorsque les futurs mariés sont hétérozygotes pour le gène morbide (porteurs sains), car cela favorise l’apparition de la maladie à 25% de chance dans la progéniture (voir ci-contre).

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II5 𝐍 ̿̿̿̿ 𝐦

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Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 2 : La fonction reproductrice chez la femme CORRECTION DE LA SÉRIE D’EXERCICES CORRECTION DE L’EXERCICE 1 (QROC) 1- Cette structure ovarienne est un follicule mûr de DE Graaf : 1) Antrum 2) Ovocyte I 3) Corona radiata 4) Thèque externe 5) Thèque interne 6) Cumulus oophorus 7) Zone pellucide 8) Granulosa 2- Dans le follicule mûr de De Graaf, l’ovocyte est entouré d’une couronne de cellules folliculaires formant la corona radiata au milieu d’une grande cavité folliculaire appelée antrum elle-même entourée de granulosa. Le tout est entouré par les deux thèques. 3- Le rôle de chacun des éléments 5 et 8 au cours des 3 phases du cycle ovarien :

Élément 5 est la thèque interne Élément 8 est la granulosa

Phase folliculaire Phase ovulatoire Phase lutéale Sécrétion d’une faible Sécrétion d’une forte Sécrétion d’une faible dose d’œstradiol dose d’œstradiol dose d’œstradiol Se transforme en cellules lutéales qui Sécrétion d’une faible Sécrétion d’une forte sécrètent une forte dose de dose d’œstradiol dose d’œstradiol progestérone

4- Le devenir de l’élément 2 (ovocyte I) dans cette structure ovarienne : Dans le follicule mûr et 36 heures avant l’ovulation, l’ovocyte I reprend la division réductionnelle de la méiose et donne 2 cellules très inégales : l’ovocyte II et le GP1. L'ovocyte II engage la division équationnelle de la méiose, mais reste bloqué en métaphase II. 5- Schéma annoté d’un ovocyte II :

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Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 2 : La fonction reproductrice chez la femme CORRECTION DE L’EXERCICE 2 (QROC) 1- L’ovulation est déterminée par un pic d’œstradiol qui stimule la sécrétion des gonadostimulines par un rétrocontrôle positif exercé sur le complexe hypothalamo-hypophysaire, un pic de LH est ainsi obtenu déclenchant l’ovulation. 2- La menstruation est due à la mort par arrêt de la circulation sanguine de la dentelle utérine qui se nécrose, se fragmente et, en tombant, les artérioles s’ouvrent laissant sortir le sang qui s’écoule du vagin. Elle est déterminée par la chute du taux plasmatique des hormones ovariennes à la fin du cycle, suite à la régression du corps jaune. 3- Comparons la spermatogenèse à l’ovogenèse : - La multiplication des spermatogonies se fait à partir de la puberté alors qu’elle se fait avant la naissance pour les ovogonies. - L’accroissement des spermatogonies est faible et continue alors qu’il est important et discontinue pour les ovogonies. - La méiose est continue pour la maturation des spermatocytes I, avec 2 divisions égales donnant 4 spermatides qui se différencient en spermatozoïdes alors qu’elle est discontinue pour la maturation des ovocytes I, avec 2 divisions inégales donnant 4 ovotides : un seul ovule sans différenciation et 3 globules polaires qui dégénèrent. CORRECTION DE L’EXERCICE 3 (QROC) Chez la femme, les mécanismes hormonaux contrôlent le développement folliculaire pendant la première partie du cycle ovarien et conduisent à l'ovulation : - Au début du cycle : L’hypophyse est sous le contrôle d’une sécrétion pulsatile de GnRH par l’hypothalamus. Cette neurohormone stimules les cellules endocrines de l’antéhypophyse qui vont produire les gonadostimulines dont la FSH qui stimule la granulosa et les cellules de la thèque interne des follicules cavitaires et mûrs pour produite l’œstradiol. Lorsque le taux d'œstradiol augmente, la sécrétion de FSH et de LH diminue, c'est un rétrocontrôle négatif (RC-) qui se produit sur le CHH. - Jusqu’au 10ème jour du cycle : La production d’œstradiol reste faible et exerce une action inhibitrice sur le CHH, ce qui a pour effet de diminuer la sécrétion des gonadostimulines. C’est un RC- qui se produit sur le CHH. Le développement du follicule cavitaire se poursuit et la production d’œstradiol augmente proportionnellement. - Jusqu’au 13ème jour du cycle : Lorsque la quantité d’œstradiol devient importante, les pulses de GnRH et la sécrétion de FSH et de LH augmentent brusquement marquant une décharge préovulatoire sous forme de pics. C'est un RC+ qui se produit sur le CHH déclenchant l’ovulation. CORRECTION DE L’EXERCICE 4 (QROC) 1- Les structures ovariennes assurant la production croissante d’œstradiol au cours de la phase folliculaire du cycle ovarien :

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Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 2 : La fonction reproductrice chez la femme

2- Pendant la phase folliculaire l’hypothalamus libère la GnRH selon un mode pulsatile ce qui stimule l’hypophyse antérieure à secréter les gonadostimulines dont la FSH qui assure le développement des follicules ovariens. 3- L’œstradiol se fixe sur des récepteurs au niveau de la muqueuse utérine, celle-ci s’épaissit, se vascularise et forme des glandes en tube. L’œstradiol stimule aussi la contraction du myomètre. CORRECTION DE L’EXERCICE 5 (QROC) 1- Oui, ces résultats justifient l’absence des règles, car l’absence d’hormones ovariennes s’oppose à la prolifération de l’endomètre et à la formation de la dentelle utérine. 2- La femme A est ménopausée ou son ovaire est non fonctionnel car le taux des gonadostimulines est constant et élevé. Alors que la femme B, elle a probablement des perturbations hormonales d’origine hypophysaire car elle a des traces impondérables de gonadostimulines dans le sang. 3- On peut rétablir le cycle de la femme B en injectant (FSH et LH) ou GnRH selon un protocole convenable. CORRECTION DE L’EXERCICE 6 (activité 8b page 39 du manuel scolaire) -

-

Expérience 1 : L’absence de l’hypophyse provoque chez une ratte pubère, le dysfonctionnement des ovaires et leur régression progressive. En effet, l’hypophyse contrôle le développement et l’activité ovarienne. Expérience 2 : L’injection de gonadostimulines chez une ratte sans hypophyse, rend l’ovaire fonctionnel. En effet, l’hypophyse contrôle l’activité ovarienne par voie sanguine par l’intermédiaire d’hormones. Expérience 3 : Un fragment d’ovaire greffé sous la peau d’une ratte ovariectomisée pubère, devient actif. En effet, l’absence des ovaires lève l’inhibition du complexe hypothalamo-hypophysaire d’où une hypersécrétion de gonadostimulines responsables de l’activation du fragment greffé. En revanche, l’injection d’œstradiol à cet animal s’oppose au développement du fragment greffé. En effet, cette dose d’œstradiol injectée à cet animal entraîne une diminution de la sécrétion des gonadostimulines, conséquence du rétrocontrôle négatif exercé par cette hormone sur le complexe hypothalamohypophysaire. Dans ces conditions le fragment d’ovaire greffé cesse de se développer. Page 3 sur 5

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Chapitre 2 : La fonction reproductrice chez la femme CORRECTION DE L’EXERCICE 7 (activité 8d page 41 du manuel scolaire) 1- L’analyse des courbes montre que la sécrétion des hormones hypophysaires est synchrone avec l’évolution du follicule cavitaire en follicule mûr. Cette sécrétion présente un pic de sécrétion (26 ng/mL pour la LH et 6 ng/mL pour la FSH) un jour avant l’ovulation puis diminue brusquement pendant la phase lutéale qui est caractérisé par la formation du corps jaune.  Il existe une relation entre le cycle de sécrétion des hormones hypophysaire et le cycle ovarien. 2- En effet, la FSH stimule le développement des follicules ovariens pendant la phase folliculaire et la sécrétion d’œstradiol par la thèque interne et la granulosa des follicules cavitaires et mûr. La LH déclenche l’ovulation, transforme le follicule rompu en corps jaune et stimule la sécrétion d’œstradiol par sa thèque interne et la progestérone par ses cellules lutéiniques. CORRECTION DE L’EXERCICE 8 (activité 9c page 43 du manuel scolaire) 1- Interprétation de la 1ère série d’expériences : - Expériences 1 et 2 : La sécrétion des gonadotrophines (FSH et LH) est sous la dépendance de l’hypothalamus. - Expérience 3 : Le contrôle hypothalamique sur la sécrétion des gonadotrophines hypophysaires est exercé par l’intermédiaire d’une neurohormone synthétisée d’une façon pulsatile : la GnRH. 2- L’hypothalamus détermine par voie sanguine, la sécrétion des gonadotrophines hypophysaires, à travers la libération de la GnRH qui commande d’une façon indirecte les fonctions ovariennes. 3- Analyse et interprétations des graphiques : - À l’instant T0 : L’ablation des deux ovaires est suivie d’une chute du taux d’œstradiol (≈ 0 pg.ml-1) alors que le taux de LH augmente (25 ng.ml-1).  Les ovaires exercent un rétrocontrôle négatif sur la sécrétion de LH. - À l’instant T1 : L’injection d’une faible dose d’œstradiol (≤ 60 pg.ml-1) est accompagnée d’une baisse du taux sanguin de LH qui diminue jusqu’à 3 ng.ml-1.  À faible dose, l’œstradiol exerce un rétrocontrôle négatif sur la libération de LH dans le sang (cas semblable à celui du rétrocontrôle négatif au début de la phase folliculaire). - À l’instant T2 : l’injection supplémentaire d’une forte dose d’œstradiol (≥ 600 pg.ml-1) entraîne une décharge importante (ou pic) de LH (> 30 ng.ml-1).  À forte dose, l’œstradiol agit par rétrocontrôle positif sur la sécrétion de LH (cas similaire à celui de la décharge pré ovulatoire). - À l’instant T3 : L’injection d’une dose combinée d’œstradiol et de progestérone entraîne une chute du taux sanguin de LH.  L’œstradiol et la progestérone exercent un rétrocontrôle négatif sur la sécrétion de LH (cas semblable à celui du rétrocontrôle négatif au cours de la phase lutéale). 4- Schéma fonctionnel illustrant le déterminisme hormonal de l’ovulation (voir ci-dessous).

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Chapitre 2 : La fonction reproductrice chez la femme

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Jeudi 5 mai 2016

2015 – 2016

ème

S.V.T Coefficient : 4

4 Durée : 3 heures

Coefficient : 2 Mr Ahmed Baccar

SCIENCES EXPÉRIMENTALES

1 et 2 Mme Mihéla Lajmi

PREMIÈRE PARTIE (8 POINTS) QCM

4 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reportez sur votre double feuille, le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- Après la destruction sélective des cellules de 5- Les marqueurs membranaires HLA sont : Leydig, on note : a- des agglutinines, a- le maintien des caractères sexuels secondaires, b- des glycoprotéines, b- l’augmentation de la sécrétion des c- des agglutinogènes, gonadostimulines, d- des immunoglobulines. c- la diminution de la sécrétion des gonadostimulines, 6- Le sang d’un individu du groupe A : d- l’arrêt de la spermatogenèse. a- présente sur la membrane de ses globules rouges l’antigène A et dans son plasma 2- La sécrétion importante d’œstradiol par le l’anticorps anti-B, follicule mur : b- présente sur la membrane de ses globules a- exerce un rétrocontrôle négatif sur rouges l’antigène B et dans son plasma l’hypophyse antérieure, l’anticorps anti-A, b- exerce un rétrocontrôle positif sur l’hypophyse c- fait l’agglutination avec un sérum test anti-B, antérieure, d- ne fait pas l’agglutination avec un sérum test c- stimule la sécrétion de la LH, anti-AB. d- inhibe la sécrétion de la LH. 7- Les interleukines sont : 3- Chez la femme, suite à la fécondation, il se a- des molécules de reconnaissance de l’antigène, produit : b- des récepteurs spécifiques à la surface des a- une suspension du cycle sexuel, lymphocytes, b- une chute du taux des hormones ovariennes, c- des molécules activatrices des lymphocytes c- une diminution du taux de GnRH, spécifiques à l’antigène, d- une augmentation du taux de FSH et de LH. d- des molécules effectrices de la réponse immunitaire spécifique. 4- Après la nidation, l’activité du corps jaune est contrôlée par : 8- Le rejet de greffe d’un fragment de la peau a- la LH (hormone lutéinisante), s’observe dans le cas : b- la FSH (hormone folliculostimulante), a- d’une allogreffe, c- la GnRH (gonadotrophin-releasing hormon), b- d’une isogreffe, d- la HCG (hormone gonadotrophique c- d’une autogreffe, chorionique). d- d’une xénogreffe. Page 1 sur 5

QROC : L’ALLERGIE

4 POINTS

Un patient consulte son médecin pour une rhinite saisonnière se manifestant au printemps. Le médecin procède à l’analyse du sang du patient et il trouve un taux très élevé d’IgE. Le document suivant illustre le mécanisme de la réaction allergique.

1- Légendez le document. (1,5 pts) 2- En vous aidant de ce document et de vos connaissances, expliquez le mécanisme de la réaction allergique illustrée par le document. (1,5 pts) 3- Le médecin prescrit à ce patient un médicament anti-histaminique. Justifiez ce traitement. (0,25 pts) 4- Le médecin a conseillé son patient une désensibilisation spécifique l’hiver suivant qui consiste à des injections répétées de petites quantités d’allergène qui doivent provoquer la synthèse d’anticorps circulants dont la structure est comparable à celle des IgE empêchant des réactions allergiques le printemps suivant. Expliquez pourquoi ce traitement peut être efficace (0,75 pts) DEUXIÈME PARTIE (12 POINTS) EXERCICE 1 : LA REPRODUCTION HUMAINE

6 POINTS

On se propose d’étudier quelques aspects de la reproduction humaine. A) Le document 1 montre l’évolution de la sécrétion de 3 hormones H1, H2 et H3 chez une femme F1. Le document 2 montre l’évolution de la sécrétion des mêmes hormones H1 et H2 chez une femme F2.

Page 2 sur 5

1- Comparez l’évolution de la sécrétion des 3 hormones H1, H2 et H3 chez la femme F1 en vue d’identifier ces hormones et de reconnaître les évènements E1, E2 et E3, mentionnés par des flèches dans le document 1. (1,5 pts) 2- Sachant que la femme F2 ne souffre d’aucun problème de stérilité, quelle hypothèse proposez-vous pour expliquer son profil de sécrétion hormonale ? Justifiez votre hypothèse. (1 pt) 3- À partir de vos connaissances, comparez l’état de développement de l’endomètre chez les deux femmes aux moments mentionnés par des flèches sur les 2 documents. Justifiez les différences. (1 pt) B) Le document 3 ci-contre, montre deux structures A et B, observables à deux périodes de temps différentes dans les voies génitales de la femme F1. 1- Identifiez les structures A et B. (0,5 pts) 2- À quel jour approximatif du document 1, on peut observer chacune de ces structures ? Justifiez votre réponse, en expliquant l’évolution de l’une pour donner l’autre. (1 pt) Afin de déterminer le rôle de certaines cellules de la structure B, on réalise l’expérience suivante : On injecte à une guenon vers la fin de son cycle, un filtrat purifié du broyat de plusieurs structures B et on dose le taux de l’hormone H2 chez cette guenon. On obtient le tracé du document 4 cicontre : 3- Analysez la courbe du document et expliquez le profil de H2 après l’injection. (1 pt) EXERCICE 2 : L’IMMUNITÉ SPÉCIFIQUE

6 POINTS

Une blessure peu profonde peut s'infecter rapidement, du pus suinte de la plaie, il contient des bactéries telles que des streptocoques ou des staphylocoques. Si la blessure est mal soignée ou non soignée, les bactéries vont tendre à envahir l’organisme : c’est l’infection généralisée appelée septicémie qui se caractérise par la présence du germe pathogène dans le sang du malade, ce qui entraîne sa mort. Afin de dégager quelques caractéristiques de la réponse immunitaire contre les bactéries pathogènes de ce genre, trois séries d'expériences vous sont proposées (voir la page 5) :  1ère série d'expériences : Deux boîtes de Pétri 1 et 2, contenant de la gélose enrichie de sang stérile sont ensemencées avec le filtrat d'une culture de streptocoques (sans bactéries). Les expériences et les résultats sont décrits dans le document 1 de la page 5. 1- Exploitez les résultats des expériences du document 1, pour expliquer le mode d’action des streptocoques et pour préciser la nature de la substance A. (1 pts) Page 3 sur 5

 2ème série d'expériences : La même technique expérimentale est utilisée, mais cette fois-ci, on fait intervenir le filtrat d’une culture de staphylocoques qui ont le même mode d’action que les streptocoques. Les expériences et les résultats sont décrits dans le document 2 de la page 5. 2- Exploitez les résultats des expériences du document 2, pour dégager une propriété de la réponse immunitaire. (1,25 pts) Chez un sujet S1 infecté par des streptocoques, on prélève dans les tissus lymphoïdes secondaires des macrophages M1 et chez un sujet S2, le vrai jumeau de S1, infecté par des staphylocoques, on prélève dans les tissus lymphoïdes secondaires des macrophages M2, des LT2 et des LB2. On réalise par la suite la 3ème série d’expériences.  3ème série d'expériences : La même technique expérimentale est utilisée, mais cette fois-ci, on fait intervenir le filtrat d’une culture de staphylocoques additionné par les diverses catégories cellulaires prélevées des sujets S1 et S2. Les expériences et les résultats sont décrits dans le document 3 de la page 5. 3- Pourquoi a-t-on réalisé l’expérience avec des vrais jumeaux ? (0,25 pts) 4- Exploitez les résultats des expériences du document 3, pour expliquer la différence constaté. (1,5 pts) 5- En faisant appel à vos connaissances, expliquez par un paragraphe ou par un schéma légendé, la coopération entre les cellules de l’immunité pour reconnaitre l’antigène. (2 pts)

BON TRAVAIL ET BONNE CHANCE POUR LE BAC

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Les expériences de l’immunité Remarque : La plage d’hémolyse observée est une zone dans laquelle les hématies ont été détruites.

Page 5 sur 5

LYCEE SECONDAIRE BORJ LOUZIR LA SOUKRA – ARIANA

S.V.T

Jeudi 7 mai 2015

2014 – 2015

ème

Durée : 3 heures

Coefficient : 4

4

Mr Ahmed Baccar

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mme Mihéla Lajmi

PREMIÈRE PARTIE (8 POINTS) QCM

4 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reportez sur votre double feuille, le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- L’analyse de l’ADN chez un garçon atteint d’une 5- L’anatoxine diphtérique : anomalie héréditaire révèle la présence de l’allèle a- est un vaccin antitétanique, normal et de l’allèle muté, cette anomalie peut être : b- est un antigène, a- liée à X, c- est un anticorps, b- liée à Y, d- a une action immunitaire préventive. c- récessive, d- autosomale. 6- Les lymphocytes T interviennent : a- dans la réponse immunitaire à médiation 2- Dans le cas d’une maladie autosomale récessive : humorale, a- tout individu sain est homozygote, b- dans la sérothérapie, b- un couple de phénotype normal ne donne jamais c- dans la réponse immunitaire à médiation de descendants atteints, cellulaire, c- la maladie s’exprime chez un homozygote, d- dans l’immunité naturelle non spécifique. d- la maladie est plus fréquente chez les garçons que chez les filles. 7- La coopération cellulaire entre les cellules immunitaires : 3- Les marqueurs membranaires des globules rouges a- est indispensable à la production normale (hématies) sont : d’anticorps, a- les agglutinines, b- ne fait pas intervenir des interleukines, b- les agglutinogènes, c- est très diminuée suite à une infection par c- les antigènes HLA I, le VIH, d- les antigènes HLA II. d- est sous le contrôle des lymphocytes B. 4- L’ajout d’agglutinine anti-A d’un sujet X aux hématies 8- Au cours de la phase effectrice d’une d’un sujet Y amène à une agglutination. Selon le réaction immunitaire à médiation humorale, système ABO, le groupe sanguin du sujet Y peut être : l’élimination de l’antigène fait intervenir : a- A, a- des perforines, b- B, b- des anticorps, c- O, c- des macrophages, d- AB. d- des lymphocytes T cytotoxiques (LTc).

Page 1 sur 4

QROC : IMMUNITÉ SPÉCIFIQUE

4 POINTS

Le document ci-contre, représente un schéma concernant une étape essentielle dans la réponse immunitaire spécifique. 1- Identifiez l’étape représentée par le document en justifiant votre réponse. (0,5 pt) 2- Annotez le document, tout en reportant sur votre copie les numéros de 1 à 8. (2 pts) 3- Identifiez les substances chimiques X et Y et précisez leur(s) rôle(s) dans le déroulement des réponses immunitaires spécifiques. (1 pt) 4- Précisez le devenir de la cellule numéroté 4 après cette étape et expliquez son rôle dans le déroulement de la réponse immunitaire spécifique. (0,5 pt) DEUXIÈME PARTIE (12 POINTS) EXERCICE 1 : IMMUNITÉ SPÉCIFIQUE

6 POINTS

On parle d’incompatibilité fœto-maternelle lorsqu’une mère Rhésus négatif (Rh-) porte un fœtus Rhésus positif (Rh+). Le 2ème enfant et ceux qui suivent, s’ils sont de nouveau Rh+, risquent au cours de leur développement fœtal d’être atteints d’une anémie due à la lyse de leurs hématies (hémolyse) qui peut entraîner leur mort : c’est la maladie hémolytique du nouveau-né. 1- Définissez le facteur Rhésus. Que signifie un individu Rh+ et un individu Rh- ? (0,75 pt) 2- À partir du texte et de vos connaissances, expliquez la cause d’apparition de la maladie hémolytique du nouveau-né. (1 pt) 3- Quelle injection faut-il faire à la mère pour éviter cette maladie ? Justifiez votre réponse. (0,75 pt) 4- Formulez une hypothèse concernant le type de réponse immunitaire impliquée dans la maladie hémolytique du nouveau-né. (0,25 pt)

À suivre …

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Pour vérifier la validité de l’hypothèse formulée, on réalise l’expérience suivante en deux étapes : 1ère étape : Quelques jours après le premier accouchement d’une femme Rh qui a donné naissance à un bébé Rh+, des leucocytes de la rate de la mère sont prélevés et incubés pendant 30 minutes à 37°C, ce qui permet de les séparer. On trie ces leucocytes par une technique appropriée afin de récupérer séparément les macrophages M et les lymphocytes T et B. Les macrophages et les LT récupérés sont cultivés ensemble, dans un liquide physiologique approprié pendant 5 jours afin de récupérer le surnageant S de la culture. Le protocole expérimental est décrit dans le document ci-contre.

Numéros Culture 1 Culture 2 Culture 3 Culture 4 Culture 5 Culture 6 Culture 7

Hématies Rh+

2ème étape : On réalise des cultures in vitro avec les diverses substances récupérées (M, LB, LT, S). Le contenu des différents milieux de cultures réalisés ainsi que les résultats obtenus 12 heures plus tard à 37°C, sont indiqués dans le tableau ci-dessous : Contenu des milieux de cultures Macrophage (M) LT + LB M + LT + LB Surnageant (S) LB + S Sérum frais humain LB + S + sérum frais humain

Résultats obtenus Sédimentation des hématies intactes Légère agglutination des hématies Agglutination des hématies Sédimentation des hématies intactes Agglutination des hématies Sédimentation des hématies intactes Destruction des hématies : Hémolyse

5- En comparant les résultats de la culture 1, 2 et 3, que peut-on déduire concernant l’agglutination des hématies visible dans les résultats de la culture 3 ? (sa cause, son origine et ses conditions) (0,75 pt) 6- En comparant les résultats de la culture 3, 4 et 5, expliquez le mécanisme de l’agglutination des hématies visible dans les résultats de la culture 5 ? (1 pt) 7- En comparant les résultats de la culture 5, 6 et 7, expliquez le mécanisme de l’hémolyse visible dans les résultats de la culture 7 ? (0,75 pt) 8- En intégrant toutes les données de l’expérience, conclure sur la validité ou non de l’hypothèse formulée précédemment. Justifiez votre réponse en indiquant toutes les catégories cellulaires et moléculaires qui participent dans la réponse immunitaire impliquée dans la maladie hémolytique du nouveau-né. (0,75 pt)

Page 3 sur 4

EXERCICE 2 : GÉNÉTIQUE HUMAINE

6 POINTS

Afin d’étudier le mode de transmission d’une maladie héréditaire chez une famille dont certains membres sont atteints et dans le but de déterminer le phénotype d’un fœtus appartenant à cette famille. On a réalisé l’arbre généalogique représenté par le document 1 ci-contre. 1- Exploitez les données du document 1, pour discuter chacune des hypothèses suivantes : (4 pts)  Hypothèse 1 : L’allèle responsable de la maladie est autosomal récessif.  Hypothèse 2 : L’allèle responsable de la maladie est autosomal dominant.  Hypothèse 3 : L’allèle responsable de la maladie est récessif porté par le chromosome sexuel X.  Hypothèse 4 : L’allèle responsable de la maladie est dominant porté par le chromosome sexuel X. Le document 2 ci-contre, représente les résultats de l’électrophorèse d’un fragment d’ADN du gène responsable de la maladie chez les sujets I2 et III2. 2- À partir des informations apportées par les documents 1 et 2 : a- Déterminez parmi les fragments A1 et A2, l’allèle normal et l’allèle muté. (0,5 pt) b- Précisez la (ou les) hypothèse(s) à retenir parmi celles précédemment discutées. (0,5 pt) La femme II3 est inquiète quant à l’état de santé de son futur enfant III3. Pour cela, on a réalisé :  Le caryotype du fœtus (document 3 ci-contre).  Le dénombrement des allèles A1 et A2 chez la mère II3 et chez son fœtus III3 (document 4 ci-dessous). Document 4 Allèles A1 A2

Femme II3 1 1

Fœtus III3 1 1

3- À partir des informations apportées par les documents 3 et 4 : a- Précisez laquelle des hypothèses précédentes est à retenir. (0,5 pt) b- Précisez alors l’état de santé du futur enfant III3. Justifiez votre réponse. (0,5 pt)

BON TRAVAIL ET BONNE CHANCE POUR LE BAC Page 4 sur 4

LYCEE SECONDAIRE BORJ LOUZIR LA SOUKRA – ARIANA

S.V.T.

Le 10 mai 2012

2011 – 2012

(CORRECTION)

4ème Année Sciences Expérimentales

Durée : 3 heures

Coefficient : 4

Mme Mihéla Lajmi

Mr Ahmed Baccar PREMIERE PARTIE (8 points) Exercice 1 : QCM

(4 points) Items Réponse(s) correcte(s)

1

2

3

4

5

6

7

8

c

d

ac

d

c

bd

a

cd

Exercice 2 : QROC

(4 points)

1- Le mode d’action de l’antéhypophyse sur le fonctionnement testiculaire : - L’injection de LH à l’animal impubère entraine l’activation des cellules de Leydig et le développement des caractères sexuels secondaires, mais elle n’a pas d’effet sur les cellules de Sertoli ni sur les cellules germinales donc la LH agit spécifiquement sur les cellules de Leydig qui secrètent la testostérone responsable du développement des caractères sexuels secondaires. - L’injection de FSH à des animaux impubères, active les cellules germinales et permet le développement des cellules de Sertoli, mais elle n’a pas d’effet sur les cellules de Leydig. Donc la FSH agit spécifiquement sur les cellules de Sertoli pour activer indirectement la spermatogenèse. 2- Les groupes sanguins du système ABO : a. Définition des termes agglutinogènes et agglutinines : - Agglutinogènes : Ce sont les marqueurs ou les antigènes du soi de nature glycoprotéique portés par la membrane des hématies. On distingue les agglutinogènes A et les agglutinogènes B. - Agglutinines : Ce sont les anticorps naturellement présent dans le plasma. On distingue les agglutinines anti-A et les agglutinines anti-B. b. Le principe à appliquer pour réussir une transfusion sanguine est le suivant : « les agglutinogènes du donneur ne doivent pas rencontrer les agglutinines correspondantes dans le sang du receveur ». c. Schéma légendé du résultat d’une transfusion sanguine entre un donneur du groupe [A] et un receveur du groupe [B] : Page 1 sur 4

DEUXIEME PARTIE (12 points) Exercice 1 : La génétique des diploïdes

(4 points)

1- Analyse des résultats des deux croisements : a. Les descendants issus du 1er croisement, sont tous identiques entre eux (la F1 est homogène).  Les parents sont alors de lignée pure et les descendants sont des hybrides (1 ère loi de Mendel vérifiée). b. Tous les descendants (182) du 1er croisement sont du type sauvage « aux ailes longues et au corps gris » rappelant l’un des parents pour les deux caractères héréditaires.  Il s’agit d’un cas de dominance absolue entre les allèles pour les deux caractères héréditaires. Les allèles (ailes longues) et (corps gris) sont dominants par rapport aux allèles (ailes vestigiales) et (corps ébène) qui sont récessifs.  L’un des parents possède les deux allèles dominants, l’autre parent possède les deux allèles récessifs. c. Le 2ème croisement ♀ F1 X ♂ (birécessif), est un test-cross car il se fait entre un individu hybride portant les deux allèles dominants et un individu doublement récessif. d. Le 2ème croisement a fourni 4 phénotypes différents, 2 parentaux et 2 recombinés avec une proportion équiprobables (¼ + ¼ + ¼ + ¼) répartis comme suit : 492 [vg+ e+] ; 509 [vg+ e] ; 515 [vg e+] ; 487 [vg e].  Il s’agit d’un cas de dihybridisme avec deux gènes autosomiques indépendants. 2- Interprétation des résultats des deux croisements : - Chaque caractère héréditaire est contrôlé par un couple d’allèles :  (vg+, vg) contrôle la taille des ailes : (vg+) : ailes longues (vg) : ailes vestigiales avec (vg+) > (vg) +  (e , e) contrôle la couleur du corps : (e+) : corps gris (e) : corps ébène avec (e+) > (e) a. déterminons les proportions théoriques de la descendance :

Page 2 sur 4

La femelle de la F1 est un hybride hétérozygote qui a produit 4 types de gamètes équiprobables (¼ + ¼ + ¼ + ¼) par la séparation aléatoire et indépendante des chromosomes homologues en anaphase I de la méiose (ou brassage interchromosomique). Les proportions phénotypiques théoriques du test cross, donnent une image de la population des gamètes produits par la femelle de la F1, elles sont équiprobables et se répartissent comme suit : 1/4 [vg+ e+] ; 1/4 [vg+ e] ; 1/4 [vg e+] ; 1/4 [vg e]  Les deux couples d’allèles sont situés sur deux paires d'autosomes différents : Les deux gènes sont alors indépendants. b. Comparons les résultats théoriques aux résultats expérimentaux : Le nombre total de drosophiles obtenu après le 2ème croisement est égal à 2003. Phénotypes Résultats théoriques Résultats expérimentaux

[vg+ e+]

[vg e]

[vg+ e]

[vg e+]

¼ = 25%

¼ = 25%

¼ = 25%

¼ = 25%

𝟒𝟗𝟐 × 𝟏𝟎𝟎 𝟐𝟎𝟎𝟑 = 𝟐𝟒, 𝟓𝟔%

𝟓𝟎𝟗 × 𝟏𝟎𝟎 𝟐𝟎𝟎𝟑 = 𝟐𝟓, 𝟒𝟏%

𝟓𝟏𝟓 × 𝟏𝟎𝟎 𝟐𝟎𝟎𝟑 = 𝟐𝟓, 𝟕𝟏%

𝟒𝟖𝟕 × 𝟏𝟎𝟎 𝟐𝟎𝟎𝟑 = 𝟐𝟒, 𝟑𝟏%

Les résultats théoriques sont conformes aux résultats expérimentaux. Les faibles écarts sont dus au hasard. On confirme bien que les deux caractères héréditaires sont contrôlés par deux gènes autosomiques indépendants avec une relation de dominance absolue entre les allèles pour les deux caractères héréditaires. Exercice 2 : La fonction reproductrice chez la femme

(4 points)

1- La comparaison des dosages plasmatiques d'hormones ovariennes au cours d'un cycle menstruel chez une femme de 25 ans (cycle normal) et chez une femme de 50 ans montre : - Une concentration d'œstradiol anormalement faible tout au long du cycle chez la femme de 50 ans et l'absence de pic pré ovulatoire. - Une concentration de progestérone également très faible, sans augmentation durant la phase postovulatoire. La femme de 50 ans présente donc un arrêt de l'activité ovarienne. La menstruation correspond à la destruction et l'élimination de la dentelle utérine en fin de cycle. Les sécrétions ovariennes sont responsables du développement de la muqueuse utérine au cours du cycle et de la formation de la dentelle utérine en phase postovulatoire, en particulier sous l'effet de la progestérone. Chez la femme de 50 ans, l'absence de cycle ovarien détermine l'absence de cycle utérin. Il n'y a pas de formation de dentelle utérine donc pas de menstruations. La femme est ménopausée. Page 3 sur 4

2- Le document 2 montre que le taux moyen de FSH, augmente au cours de la vie d’une femme pour passer de 22 μg.L-1 entre 20 et 30 ans à 60 μg.L-1 haut delà de 45 ans. Il est donc maximal à l'approche de la ménopause. En effet, au cours de la vie d’une femme, le taux d'œstrogènes baisse et l'hypophyse tente de pallier le déficit hormonal en œstrogènes en libérant des doses accrues de FSH. La baisse de fertilité des femmes de 50 ans est liée à une moindre sensibilité de l'ovaire à la stimulation par les hormones hypophysaires, auxquelles il ne répond plus. L'ovaire présente ainsi une forme de vieillissement. La FSH est une hormone sécrétée par l'antéhypophyse et responsable de la maturation des follicules ovariens en phase pré ovulatoire. Ces follicules sont alors, à l'origine de la sécrétion d'œstrogènes. Le taux de sécrétion de FSH est en permanence contrôlé par le taux d'œstrogènes, en particulier en phase pré ovulatoire. Un mécanisme de rétrocontrôle négatif permet de freiner la sécrétion de FSH si la concentration sanguine en œstrogènes augmente trop. À l'inverse, un faible taux sanguin d'œstrogènes, lève le rétrocontrôle et provoque une accélération de la sécrétion de FSH. Exercice 3 : L’immunité

(4 points)

1- Le rôle des macrophages (M) et des lymphocytes (T) dans cette expérience : - Les macrophages (M) : Ce sont des cellules présentatrices de l’antigène (CPAg), ils le phagocytent et exposent certains de ces peptides à l’extérieur sur leurs membranes en association avec les molécules du CMH de classe I et II, pour les présenter aux lymphocytes T4 et T8. Ils sécrètent aussi une première interleukine (IL1) qui active tous les lymphocytes T spécifiques de cet antigène. - Les lymphocytes T : Les LT sont capables d’identifier les antigènes du « non soi », grâce à leur récepteurs TCR. Activés par les IL1, les LT4 expriment les récepteurs à IL1 et libèrent une deuxième interleukine IL2 qui assure l’activation de tous les lymphocytes spécifiques de l’antigène (LT4, LT8 et LB), conduisant à l’amplification de la réponse immunitaire spécifique. Certains LT4 se différencient en LTa pour aider à l’amplification. 2- L’analyse des résultats de cette expérience montre que seuls, en présence de l’antigène, les LB ne prolifèrent pas (culture témoin), alors qu’avec du surnageant provenant d’une culture de macrophages (M) et de lymphocytes (T), ils prolifèrent. En effet, le surnageant contient les interleukines 2 produites par les LT4 qui sont indispensables à la prolifération des LB. Cette expérience montre le mode de communication entre les acteurs de l’immunité spécifique. En effet, les conditions de la prolifération des lymphocytes (B) nécessitent : - Une double reconnaissance de l’antigène par les lymphocytes (T) qui se déroule dans le contexte du soi et constitue le premier signal de leur activation. - La présence simultanée de macrophages et de lymphocytes (T) qui met en évidence l'existence d'une coopération cellulaire par l’intermédiaire d’interleukines. 3- Schéma légendé de synthèse, illustrant les conditions nécessaires pour le déroulement normal d’une réponse immunitaire spécifique :

Page 4 sur 4

LYCEE SECONDAIRE BORJ LOUZIR LA SOUKRA – ARIANA

Le 21 avril 2013

2012 – 2013

Devoir de Contrôle N° 3

S.V.T.

Durée : 2 heures

Coefficient : 4

ème

4

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mr Ahmed Baccar

PREMIÈRE PARTIE (12 POINTS) EXERCICE 1 : QCM

4 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reportez sur votre double feuille, le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- La zone réfractaire : a- est caractérisée par une fermeture rapide des CVD à K+. b- est caractérisée par une fermeture rapide des CVD à Na+. c- est en arrière du sens de propagation de l’influx nerveux. d- est en avant du sens de propagation de l’influx nerveux.

5- L’adrénaline est une hormone : a- sécrétée par la médullosurrénale. b- sécrétée par la corticosurrénale. c- qui a un effet cardiomodérateur. d- qui a un effet cardioaccélérateur.

2- Les canaux ioniques chimiodépendants s’ouvrent lorsque : 6- L’ADH est une hormone sécrétée par : a- un neurotransmetteur se fixe sur des récepteurs a- les reins. spécifiques de la membrane postsynaptique. b- l’axe hypothalamo-hypophysaire. b- un neurotransmetteur se fixe sur des récepteurs c- la corticosurrénale. spécifiques de la membrane présynaptique. d- la médullosurrénale. c- le potentiel de la membrane atteint le seuil de -50 mV. d- le potentiel de la membrane atteint le seuil de +30 mV. 7- Le réflexe cardioaccélérateur fait intervenir : 3- Le système humoral intervient dans la régulation de la a- la voie efférente parasympathique. pression artérielle selon l’ordre suivant : b- la voie efférente sympathique. a- adrénaline – noradrénaline – angiotensine – aldostérone. c- l’acétylcholine. b- adrénaline – noradrénaline – aldostérone – angiotensine. d- la noradrénaline. c- noradrénaline – adrénaline – aldostérone – angiotensine. d- noradrénaline – adrénaline – angiotensine – aldostérone. 8- La chaleur initiale dégagée au moment du relâchement du muscle 4- La contraction musculaire se traduit par : provient : a- une réduction des bandes I. a- de la respiration cellulaire. b- une réduction des bandes A. b- de la fermentation lactique. c- un glissement des filaments d’actine entre les filaments de c- de la régénération de l’ATP en myosine. anaérobie. d- un glissement des filaments de myosine entre les d- de l’hydrolyse de l’ATP. filaments d’actine.

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EXERCICE 2 : RÉGULATION DE LA PRESSION ARTÉRIELLE

4 POINTS

Le document ci-contre, montre quelques structures anatomiques intervenant dans la régulation nerveuse de la pression artérielle. 1- Identifiez les nerfs N1, N2, N3 et N4 ainsi que les zones Z1, Z2, Z3 et Z4 de ce document (2 pts). L’augmentation de la pression artérielle générale suite à une émotion par exemple, est corrigée par une baisse de la fréquence cardiaque et une vasodilatation des artérioles. 2- Expliquez ce résultat en précisant le mode d’action d’une fibre nerveuse, concernée par cette régulation, sur le muscle cardiaque (2 pts). EXERCICE 3 : LE FONCTIONNEMENT DU MUSCLE SQUELETTIQUE

4 POINTS

On se propose d’expliquer le rôle du calcium et de l’ATP dans la contraction musculaire. Pour cela, on exploite les deux documents ci-contre : -

-

Le document 1, montre un schéma d’interprétation de l’ultrastructure d’une plaque motrice. Le document 2, montre un schéma d’interprétation du mécanisme de la contraction musculaire à l’échelle moléculaire. 1- Légendez le document 1 en reportant sur votre copie les numéros de 1 à 4 (1 pt). 2- En exploitant les documents 1 et 2 fournis, commentez chacune des quatre étapes, A, B, C et D pour expliquer le mécanisme de la contraction musculaire à l’échelle moléculaire et pour préciser : - le rôle du calcium et de l’ATP dans cette contraction. - les phénomènes énergétiques qui l’accompagnent. Une équation biochimique est attendue (3 pts).

Page 2 sur 4

DEUXIÈME PARTIE : NEUROPHYSIOLOGIE (8 POINTS) Partie A : Le document ci-contre, représente le schéma d'un motoneurone D recevant les terminaisons nerveuses de trois neurones A, B et C. On porte des stimulations électriques efficaces de même intensité et de même durée sur les terminaisons nerveuses des neurones A, B et C par des électrodes stimulatrices SA, SB et SC et on enregistre les phénomènes électriques engendrés par ces stimulations au niveau du motoneurone D, grâce à deux microélectrodes réceptrices R1 et R2, reliées respectivement à deux oscilloscopes O1 et O2. Les tracés ci-dessous représentent les enregistrements obtenus :

1- Analysez et expliquez les enregistrements obtenus en déduire le rôle de chacun des trois neurones A, B et C par rapport au motoneurone D (4 pts). 2- Déduisez et expliquez une propriété fondamentale du fonctionnement du motoneurone D (1 pt). Partie B : On place la terminaison nerveuse du motoneurone D, innervant une fibre musculaire isolé dans une cuve contenant un liquide physiologique comme le montre le dispositif expérimental ci-contre. On utilise une électrode stimulatrice SD, placée au niveau de la terminaison nerveuse du motoneurone D et deux électrodes réceptrices R3 et R4 reliées respectivement à deux oscilloscopes O3 et O4. - l'électrode R3 est introduite au niveau de la fibre nerveuse. - l'électrode R4 est insérée dans la fibre musculaire. Page 3 sur 4

On réalise par la suite les expériences suivantes dans différentes conditions : Expérience 1 : La synapse étant plongée dans le liquide physiologique riche en calcium, la stimulation efficace du motoneurone D donne l'enregistrement 𝐼 du document ci-contre avec une contraction de la fibre musculaire. Expérience 2 : La synapse est maintenant plongée dans le liquide physiologique dépourvue de calcium, la stimulation efficace du motoneurone D donne l'enregistrement 𝐼𝐼 sans contraction de la fibre musculaire. Expérience 3 : La synapse étant toujours maintenue dans le liquide physiologique sans calcium. L’injection d’ions Ca++ directement dans le bouton synaptique et la fibre musculaire entraîne sa contraction en l'absence de toute stimulation et donne l’enregistrement 𝐼𝐼𝐼. 3- Analysez l’enregistrement obtenu pour la 1ère expérience en vue d’expliquer la contraction de la fibre musculaire. Posez alors deux problèmes scientifiques sous forme de questions (1 pt). 4- Analysez les enregistrements obtenus pour la 2de et la 3ème expérience et émettez pour chacune d’elles une hypothèse sur le rôle joué par les ions calcium (2 pts).

Bon travail

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LYCEE SECONDAIRE BORJ LOUZIR LA SOUKRA – ARIANA

2013 – 2014

Correction du Devoir de Contrôle N° 1

S.V.T.

ème

4

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mr Ahmed Baccar

PREMIÈRE PARTIE (12 POINTS) EXERCICE 1 : QCM

4 POINTS Items Réponse(s) correcte(s)

1

2

3

4

5

6

7

8

ac

b

bd

ad

bc

d

a

cd

EXERCICE 2 : LA SPERMATOGENÈSE

3 POINTS

1- Les différentes phases de la spermatogenèse A) : Phase d’accroissement B) : Phase de différenciation (spermiogenèse) C) : Phase de multiplication (mitose) D) : Phase de maturation (méiose) Ordre chronologique : C

A

D

B

2- Les cellules de la paroi du tube séminifère 1) 2) 3) 4) 5)

: Spermatogonie : Spermatide : Spermatozoïde : Spermatocyte I : Spermatocyte II

3- Schéma de la garniture chromosomique de la cellule numérotée 5 (spermatocyte II) en prophase de sa division pour 2n = 4 chromosomes :

EXERCICE 3 : LA RÉGULATION DU FONCTIONNEMENT DE L’APPAREIL GÉNITAL MASCULIN

5 POINTS

1- Le rôle direct des gonadostimulines sur les organes ou les cellules-cibles chez l’homme : Les gonadostimulines sont la FSH et la LH. - La FSH stimule le développement des tubes séminifères et agit sur les cellules de Sertoli pour stimuler la synthèse d’une protéine : L’ABP. - La LH agit sur les cellules de Leydig pour stimuler la sécrétion de la testostérone. 2- Les conséquences qui en découlent sur la régulation du fonctionnement de l’appareil génital masculin : - La testostérone agit directement sur les organes cibles situés à distance (visage, larynx, muscles...) pour assurer le maintien des CSII. - Elle se lie à l’ABP pour former le complexe T-ABP qui agit sur les cellules germinales pour activer la production de spermatozoïdes (spermatogenèse) dans les tubes séminifères et leur excrétion à l’extérieur. Ce qui assure la fertilité de l’individu. Page 1 sur 3

-

-

Lorsque le taux de testostérone augmente dans le sang, elle agit sur le complexe hypothalamohypophysaire (rétrocontrôle négatif) pour inhiber les pulses de GnRH et par suite ceux de FSH et de LH, ce qui assure une stabilité de son taux plasmatique. Lorsque la spermatogenèse est active, les spermatozoïdes stimulent les cellules de Sertoli pour que celles-ci sécrètent l’inhibine, une hormone qui exerce un rétrocontrôle négatif sur la synthèse et la sécrétion de FSH. Cette rétroaction négative a pour but de maintenir la production des spermatozoïdes à une valeur normale.

DEUXIÈME PARTIE : LA RÉGULATION DU CYCLE SEXUEL CHEZ LA FEMME

(8 POINTS)

1- L’origine cellulaire des hormones ovariennes et les moments de leur sécrétion : - L’œstradiol, est sécrété avant l’ovulation par les cellules de la thèque interne et la granulosa des follicules cavitaires et mûr et après l’ovulation, par les cellules de la thèque interne du corps jaune. - La progestérone, est sécrétée après l’ovulation par les cellules lutéiniques du corps jaune. 2- Analyse simultanée de l’évolution du taux plasmatique des hormones hypophysaires et ovariennes pour expliquer les interactions hormonales entre hypophyse et ovaires au cours d’un cycle ovarien chez une femme normale :  Pendant la phase folliculaire : - La libération d’une faible dose d’hormones hypophysaire au début du cycle, va déclencher le développement d’un follicule cavitaire et la sécrétion d’œstradiol par ce follicule. - Jusqu'au 10ème jour du cycle, l’œstradiol inhibe l’hypophyse par rétrocontrôle négatif pour diminuer les pulses de FSH et de LH.  Pendant la phase ovulatoire : - Un jour avant l’ovulation, le taux d’œstradiol atteint un pic de 250 pg.mL-1. - Cette forte dose, stimule l’hypophyse par rétrocontrôle positif pour augmenter les pulses de FSH et surtout de LH marquant une décharge préovulatoire sous forme de pics (26 ng.mL -1 pour la LH), ce qui déclenche l’ovulation.  Pendant la phase lutéale : - Les fortes doses de FSH et surtout de LH libérées au milieu du cycle, activent également la transformation du follicule rompu en corps jaune d’où l’augmentation des sécrétions d’œstradiol et de progestérone par ce corps jaune. - Au 21ème jour du cycle, le corps jaune atteint son maximum de développement et ses sécrétions atteignent le pic (120 pg.mL-1 pour l’œstradiol, et 14 ng.mL-1 pour la progestérone). - Cette forte dose, inhibe l’hypophyse par rétrocontrôle négatif pour diminuer les pulses de FSH et de LH. - À la fin du cycle, la chute du taux des hormones ovariennes (régression du corps jaune) entraîne une levée de l’inhibition, ce qui explique la reprise de la sécrétion des hormones hypophysaires et un nouveau cycle recommence. 3- Expliquons le rôle des hormones ovariennes sur la muqueuse utérine au cours d’un cycle utérin :  Pendant la phase postmenstruelle : L’œstradiol se fixe sur des récepteurs au niveau de la muqueuse utérine, celle-ci s’épaissit, se vascularise et forme des glandes en tube. 

Pendant la phase prémenstruelle : Le développement de la muqueuse s’accentue sous l’action combinée des deux hormones ovariennes aboutissant à la dentelle utérine. Page 2 sur 3



Pendant la phase menstruelle : Le taux plasmatique des hormones ovariennes chute lorsque le corps jaune régresse et dégénère. Ce qui provoque la mort et le détachement de la partie supérieure de l’endomètre, entrainant la menstruation qui marque le début du cycle suivant.

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LYCEE SECONDAIRE BORJ LOUZIR LA SOUKRA – ARIANA

Le 4 décembre 2012

2012 – 2013

Devoir de Synthèse N° 1

S.V.T.

Durée : 3 heures

Coefficient : 4

ème

4

Mr Ahmed Baccar

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mme Mihéla Lajmi

PREMIÈRE PARTIE [8 POINTS] EXERCICE 1 : QCM

4 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reportez sur votre double feuille, le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- Le brassage interchromosomique est dû : a- à l’ascension polaire des chromosomes. b- à un échange de fragments de chromatides. c- à une séparation des chromosomes homologues. d- à une séparation des chromatides sœurs.

5- La contraception est assurée par : a- la FIVETE : Fécondation In Vitro. b- la PMA : Procréation Médicalement Assistée. c- l’utilisation du préservatif. d- l’emploi de la pilule combinée.

2- Un ovule : a- se caractérise par l’absence de granules corticaux. b- contient 2n chromosomes simples. c- contient 2n chromosomes doubles. d- est accompagné de deux globules polaires.

6- Pour un cycle de 24 jours, l’ovulation se produit : a- le 14ème jour du cycle. b- le 14ème jour du mois. c- le 14ème jour après les règles. d- le 14ème jour avant les prochaines règles.

3- Le contenu des granules corticaux hydrolyse : a- les récepteurs des spermatozoïdes. b- les antigènes membranaires des spermatozoïdes. c- la zone pellucide de l’ovocyte. d- la membrane plasmique de l’ovocyte.

7- La caryogamie : a- est la fusion des gamètes. b- est la rencontre des gamètes. c- rétablie la diploïdie. d- assure la monospermie.

4- La morula : a- est un embryon de 4 jours. b- est un stade embryonnaire. c- est une cellule embryonnaire. d- est un embryon d’une semaine.

8- Les allèles d’un gène sont identiques : a- sur les deux chromosomes homologues. b- sur les deux chromatides sœurs. c- sur les deux chromosomes X. d- sur le chromosome X et le chromosome Y.

EXERCICE 2 : QROC

4 POINTS

On s’intéresse aux mécanismes régulateurs de l’axe gonadotrope chez la femme et à ses modifications naturelles ou artificielles. 1- Utilisez les documents 1, 2 et 3 de la feuille annexe pour présenter sous forme de schémas fonctionnels la régulation du cycle sexuel chez la femme [1,5 pts]. 2- Exposez les modifications de cette régulation dues : a- à une grossesse avancée [1 pt]. b- à la prise d’un contraceptif hormonal [1,5 pts]. Page 1 sur 5

DEUXIÈME PARTIE [12 POINTS] EXERCICE 1 : PROCRÉATION

8 POINTS

A) Le document 1 ci-dessous (spermogrammes), est le résultat de l’analyse biologique de deux spermes, l’un fécondant (sperme de monsieur X) et l’autre non fécondant (sperme de monsieur Y). Document 1 Spermogramme de monsieur X Volume d’un éjaculat 4,2 mL pH 7,8 Viscosité Normale 53.106 spz / mL Numération 220.106 spz / éjaculat Vitalité après 1 heure 88% Formes typiques : 61% Morphologie Formes atypiques : 39%

Spermogramme de monsieur Y 0,8 mL 7,6 Normale 2.106 spz / mL 1,6.106 spz / éjaculat 0% Formes typiques : 60% Formes atypiques : 40%

Après 1 heure Après 4 heures 55% 45% 5% 5% 40% 50%

Après 1 heure Après 4 heures 1% 0% 6% 0% 93% 100%

Mobilité normale Mobilité diminuée Formes immobiles

1- Comparez les 2 spermogrammes et indiquez les causes possibles de la stérilité de monsieur Y [1 pt]. 2- Monsieur X ne peut pas avoir d’enfants avec madame X. Formulez deux hypothèses quant aux causes possibles de la stérilité de ce couple [1 pt]. Afin de vérifier les hypothèses émises, on réalise des expériences sur des gamètes de souris fertiles. Le protocole expérimental et les résultats sont représentés par le document 2 ci-dessous : Document 2 Expériences 1) Des protéines sont extraites de la zone pellucide d’ovocytes matures de souris fertiles et sont marquées par un isotope radioactif, puis mises en présence de spermatozoïdes de souris fertiles. 2) On place ces spermatozoïdes marqués en présence d’ovocytes matures de souris fertiles. 3) On place des spermatozoïdes non marqués en présence d’ovocytes matures de souris fertiles.

Résultats La radioactivité apparaît au niveau de la tête des spermatozoïdes. Pas de fécondation. Fécondation.

3- Analysez ces résultats et proposez une explication à la stérilité du couple X [1,5 pts]. 4- Monsieur et madame X, décident d’avoir recours à la FIVETE. Précisez si cette FIVETE est nécessaire à ce couple [0,5 pt].

Page 2 sur 5

B) La FIVETE ne s’adresse qu’à quelques types d’infécondités, celles qui résultent d’un obstacle à la rencontre des gamètes. La pratique de cette technique nécessite un traitement hormonal pour permettre aux ovaires de produire plusieurs ovocytes. La chronologie de ce traitement hormonal est représentée par le document 3 ci-dessous : Document 3

Le traitement hormonal usuel de la FIVETE, dure à peu près 28 jours et fait intervenir 3 hormones : (1) un analogue de GnRH (pour pouvoir contrôler le cycle de la femme), (2) un analogue de FSH et (3) un analogue de LH. Après ponction des ovocytes, le gynécologue peut alors prescrire la progestérone. Afin de vérifier l’efficacité de l’analogue de GnRH dans le traitement, on expérimente sur des guenons pubères (femelles de singes) dont la fonction reproductrice est voisine de celle de la femme. Le protocole expérimental et les résultats sont représentés par le document 4 ci-dessous : Document 4 Expériences 1) On effectue des lésions au niveau de certaines zones de l’hypothalamus d’une guenon pubère. 2) On pratique une perfusion en continue de GnRH à la même femelle. 3) On pratique une perfusion pulsatile de GnRH à la même femelle.

Résultats Arrêt du cycle ovarien et utérin. Aucun changement par rapport aux résultats précédents. Reprise du cycle ovarien et utérin.

Pendant la phase d'injection de l’analogue de FSH, on réalise des dosages sanguins de l’œstradiol et des contrôles échographiques afin de suivre l'évolution des follicules ovariens. Le résultat de ce suivi médical est représenté par le document 5 ci-dessous : Document 5 Jour de traitement hormonal Dosage sanguin de l’œstradiol (en pg/mL)

J15

J21

J23

J25

12

468

1441

1944

11 petits 11 follicules 11 follicules follicules de 9 à 12 mm de 11 à 15 mm Remarque : Au-delà de 20 mm, on considère qu'un follicule a atteint sa maturité. Diamètre des follicules

11 follicules de 14 à 20 mm

1- Mettez en relation les documents 3, 4 et 5 pour justifier la chronologie d'utilisation des analogues de GnRH, de FSH, de LH et de la progestérone [3 pts]. 2- Lorsque la grossesse est confirmée, la progestérone n'est plus prescrite par le gynécologue. Expliquez pourquoi [1 pt]. Page 3 sur 5

EXERCICE 2 : GÉNÉTIQUE DES DIPLOÏDES

4 POINTS

On croise deux souris, l’une à oreilles pâles et à pelage foncé, l’autre à oreilles normales et à pelage clair. On obtient une première génération de 15 souris, toutes à oreilles normales et à pelage clair. On croise entre elles ces souris de première génération, on obtient une deuxième génération de 120 souris répartie comme suit : - 64 souris à oreilles normales et à pelage clair, - 26 souris à oreilles pâles et à pelage clair, - 23 souris à oreilles normales et à pelage foncé, - 7 souris à oreilles pâles et à pelage foncé. 1- À partir des résultats des deux croisements et de vos connaissances, précisez en justifiant : a- la pureté de la lignée parentale [0,5 pt]. b- la relation de dominance entre le couple d’allèles de chaque gène [0,5 pt]. c- la localisation des gènes au niveau des chromosomes (indépendants ou liés) [0,5 pt]. 2- Proposez des symboles adéquats pour chaque couple d’allèles en vue d’écrire le génotype des parents P1 et P2 et des individus de la F1 [0,75 pt]. On considère que la garniture chromosomique et allélique des spermatides du type parental, issus du brassage interchromosomique au cours de la méiose et appartenant à une souris mâle de la F1, est représenté par le document ci-dessous :

3- Schématisez de la même manière la garniture chromosomique et allélique des spermatides du type recombiné de cette même souris ainsi que de son spermatocyte I [1,75 pts]. Bon travail

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Feuille annexe à rendre avec la copie d’examen Nom : ----------------------------------------Prénom : ------------------------------------Classe : -----------------__________________________________________________________________________________________

Document 1 : Régulation au début de la phase pré ovulatoire __________________________________________________________________________________________

Document 2 : Régulation à la fin de la phase pré ovulatoire __________________________________________________________________________________________

Document 3 : Régulation pendant la phase post ovulatoire Page 5 sur 5

LYCEE SECONDAIRE BORJ LOUZIR LA SOUKRA – ARIANA

S.V.T.

Le 9 mai 2013

2012 – 2013

ème

Durée : 3 heures

Coefficient : 4

4

Mr Ahmed Baccar

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mme Mihéla Lajmi

PREMIÈRE PARTIE (8 POINTS) EXERCICE 1 : QCM

4 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reportez sur votre double feuille, le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- La destruction sélective des cellules de Leydig 5- La cocaïne a pour effet : (cellule interstitielles) chez un rat adulte provoque : a- de stimuler la sécrétion de la dopamine. a- l’augmentation de la sécrétion de FSH. b- d’empêcher la fixation de la dopamine sur b- l’arrêt de la spermatogenèse. les canaux chimiodépendants. c- la diminution de la sécrétion de LH. c- d’inhiber la recapture de la dopamine au d- le maintien des caractères sexuels secondaires. niveau de la membrane présynaptique. d- d’augmenter la durée d’action de la 2- Après ovariectomie bilatérale effectuée chez une dopamine au niveau de la fente synaptique. guenon pubère, on note : a- l’arrêt de l’activité cyclique de l’utérus. 6- Chez une personne non immunisée, la b- la diminution du taux sanguin de LH. vaccination déclenche : c- la chute du taux sanguin d’œstrogènes. a- une immunité tardive. d- le maintien des caractères sexuels secondaires. b- une immunité immédiate. c- une réponse secondaire. 3- Suite à la fécondation, il se produit chez une d- une réponse primaire. femme : a- une chute du taux des hormones ovariennes. 7- Les LT auxiliaires peuvent reconnaitre : b- une suspension du cycle sexuel. a- les antigènes libres. c- une augmentation du taux de FSH et de LH. b- les antigènes présentés par des LT4. d- une diminution du taux de GnRH. c- les antigènes présentés par des LB. d- les antigènes présentés par des 4- L’adrénaline intervient dans le stress : macrophages. a- en activant la glycogénogenèse. b- comme étant une hormone sécrétée par les 8- Une personne du groupe sanguin A présente : médullosurrénales. a- des agglutinogènes A sur ses hématies. c- par des effets analogues à ceux de la b- des agglutinines anti-B sur ses hématies. noradrénaline. c- des agglutinogènes B dans son plasma. d- comme étant une neurohormone. d- des agglutinines anti-A dans son plasma.

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EXERCICE 2 : QROC

4 POINTS

Dans une culture de leucocytes de souris, on introduit des extraits de la paroi d’une souche bactérienne. Quelques jours plus tard, on observe la présence de nouvelles cellules dans le milieu de culture (voir schéma ci-contre). 1- Notez sur votre copie la légende correspondant à chaque numéro, ainsi que le titre du schéma. (1,25 pts) 2- Expliquez l’origine de ces nouvelles cellules. (0,5 pt) 3- Ces cellules produisent une molécule X. a- Précisez le nom de cette molécule. Faites-en un schéma annoté. (1,75 pts) b- Expliquez comment agit cette molécule dans la réponse immunitaire. En déduire le type de réaction immunitaire dont elle participe. (0,5 pt) DEUXIÈME PARTIE (12 POINTS) EXERCICE 1 : REPRODUCTION HUMAINE

4 POINTS

Dans le but de préciser le déterminisme de l'ovulation, on a réalisé les expériences suivantes chez des femelles de mammifère ayant un cycle analogue à celui de la femme : Expérience 1 : Une femelle dont on a pratiqué l'ablation des ovaires (afin d'éliminer l'action des hormones endogènes fabriquées normalement par l'ovaire), reçoit pendant plusieurs jours une injection lente et faiblement concentrée d'œstrogènes (1,8 μg/kg/24h). Les résultats des dosages de l'hormone hypophysaire LH sont représentés sur la figure du document 1 ci-contre. Expérience 2 : Une autre femelle normale, reçoit pendant une courte durée et au début du cycle (période au cours de laquelle les œstrogènes naturelles sont sécrétées à faible dose par l'ovaire) des injections d'œstrogènes de concentration plus élevée (5 μg/Kg/24h). Les résultats des dosages de l'hormone LH sont représentés sur la figure du document 2 ci-contre. 1- Analysez les résultats représentés par le document 1 et 2 afin de préciser le déterminisme de l'ovulation chez la femme en envisageant le cas d'un cycle normal de 28 jours. (3 pts) 2- Expliquez l'effet contraceptif des pilules combinées, formées par l'association d'œstrogène et de progestérone de synthèse, sur l’ovulation. (1 pt)

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EXERCICE 2 : IMMUNITÉ

8 POINTS

Partie A : Le Tétrahydrocannabinol (THC) est une molécule extraite du cannabis. En plus de son effet hallucinogène, cette molécule a des effets sur le système immunitaire. Pour étudier ces effets, on réalise une expérience sur deux lots de souris : - Lot 1 : souris recevant des injections régulières de THC. - Lot 2 : souris témoins non traitées au THC. L’expérience consiste à étudier l’action du THC sur le développement d’une tumeur. Pour cela, on greffe des cellules cancéreuses sur une souris de chacun des lots 1 et 2. Le volume de la tumeur formée par les cellules cancéreuses est alors mesuré ainsi que le taux d’interleukines sécrétées au niveau de la tumeur. Les résultats obtenus sont exprimés dans le graphique du document 1 ci-dessous :

1- Analysez le graphique pour expliquer l’évolution de la tumeur chez la souris traitée, en déduire l’effet du THC sur le système immunitaire. (2,5 pts) Partie B : On cherche à préciser les mécanismes immunitaires impliqués dans la régression tumorale chez la souris. Pour cela, on réalise une série de quatre expériences (document 2 ci-dessous) avec des souris saines et histocompatibles qui ont reçu un greffon de cellules cancéreuses provenant d’une souris malade du même groupe tissulaire.

Expérience 1 (témoin)

La souris témoin n’a subi aucun traitement

Expérience 2

La souris A est traitée avec un sérum contenant des anticorps anti-CD4

Page 3 sur 4

Expérience 3

La souris B est traitée avec un sérum contenant des anticorps anti-CD8

Expérience 4

La souris C est traitée avec un sérum contenant le THC

2- Analysez l’expérience 1 en déduire le type de réaction immunitaire qui a conduit à la régression de la tumeur chez la souris témoins. Justifiez votre réponse. (1,25 pts) 3- Exploitez les résultats des expériences 2, 3 et 4 et vos connaissances, pour expliquer la relation entre le traitement subit par la souris et sa mort. (2,25 pts) Le document 3 ci-dessous, est une microphotographie, avec son schéma d’interprétation, qui présente des interactions cellulaires observées dans une tumeur en régression.

4- En exploitant le document 3 et vos connaissances, identifiez la cellule immunitaire et expliquez son mode d’action pour neutraliser la cellule tumorale. (2 pts) Bon travail

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LYCEE SECONDAIRE BORJ LOUZIR LA SOUKRA – ARIANA

S.V.T Coefficient : 4

Vendredi 11 mars 2016

Devoir de Contrôle N° 2 Durée : 2 heures

Coefficient : 1

2015 – 2016

ème

4

SCIENCES EXPÉRIMENTALES

RATTRAPAGE Mr Ahmed Baccar PREMIÈRE PARTIE (12 POINTS) QCM

4 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reportez sur votre double feuille, le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- Les cellules gliales du tissu nerveux : a- se trouvent dans la substance blanche et la substance grise, b- se trouvent dans les nerfs, c- sont responsable de la production de la gaine de Schwann, d- sont responsable de la production de la gaine de myéline. 2- Toutes les fibres nerveuses périphériques : a- sont entourées d’une gaine de Schwann, b- ne sont pas entourées d’une gaine de Schwann, c- sont myélinisées, d- sont amyélinisées. 3- La repolarisation d’une fibre nerveuse, après avoir été le siège d’un potentiel d’action, est accompagnée : a- d’une forte perméabilité aux ions Na+, b- d’une forte perméabilité aux ions K+, c- d’une forte perméabilité aux ions Ca++, d- d’une forte perméabilité aux ions Cl-. 4- Pendant la période réfractaire, la fibre nerveuse est insensible à une 2ème stimulation efficace : a- qui se fait juste après la dépolarisation, b- qui se fait juste après la repolarisation, c- qui se fait pendant la fermeture momentanée des CVD à Na+, d- qui se fait pendant la fermeture momentanée des CVD à K+.

5- Le site transducteur de l’extrémité d’une fibre nerveuse d’un récepteur sensoriel : a- est le lieu de naissance du message nerveux sensoriel, b- est le lieu de propagation du potentiel d’action, c- est le lieu de propagation du potentiel de récepteur, d- est le lieu de conversion de l’énergie du stimulus en potentiel de récepteur. 6- L’ouverture des CCD est déclenchée : a- par la fusion des vésicules synaptiques avec la membrane présynaptique, b- par l’entrée d’un flux d’ions Ca++ dans le bouton synaptique, c- par la fixation du neurotransmetteur sur la membrane postsynaptique, d- par l’exocytose du neurotransmetteur dans la fente synaptique. 7- La variation structurale de la molécule d'hémoglobine chez les vertébrés : a- est due à des mutations géniques, b- est due à des mutations chromosomiques, c- est due à une amplification génique, d- est due à une amplification chromosomique. 8- L’exemple de la phalène du bouleau illustre : a- un cas de spéciation, b- un cas de sélection naturelle, c- un cas de modification du caryotype, d- un cas de polyploïdie. Page 1 sur 4

EXERCICE 1 : L’ÉVOLUTION BIOLOGIQUE

2,5 POINTS

Le document ci-contre, est un arbre phylogénétique de trois espèces S, B et L, établi sur la base de comparaison des séquences en acides aminés d’une protéine commune à ces trois espèces. 1- Déterminez le degré de parenté le plus fort et le degré de parenté le plus faible entre ces trois espèces. Justifiez votre réponse. (1 pt) 2- Sachant que les nombres de différences entre les trois séquences d’acides aminés sont : 7 ; 17 et 19, reproduisez le tableau ci-contre sur votre copie et attribuez à chaque couple d’espèces le nombre de différences correspondant en justifiant votre réponse. (1 pt) 3- En tenant compte des deux questions précédentes, affinez sur votre copie la représentation de l’arbre phylogénétique des trois espèces S, B et L, en montrant l’espèce la plus évoluée et l’espèce la moins évoluée. (0,5 pt) EXERCICE 2 : LE RÉFLEXE MYOTATIQUE

S B L

S 0

B

L

0 0 5,5 POINTS

Le document ci-dessous, montre quelques éléments anatomiques intervenant dans le réflexe Achilléen (réflexe myotatique).

1- Reportez sur votre copie les numéros de 1 à 10 et attribuez à chaque numéro le nom correspondant. (2,5 pts) 2- Reproduisez le document ci-dessus sur votre copie et complétez-le, pour montrer le circuit nerveux intervenant dans ce réflexe. Annotez votre circuit. (2 pts) 3- Expliquez dans un paragraphe le fonctionnement de ce circuit nerveux pour une bonne coordination des muscles antagonistes. (1 pt) Page 2 sur 4

DEUXIÈME PARTIE : NEUROPHYSIOLOGIE

(8 POINTS)

Chez l’Homme, l’anxiété chronique peut s’accompagner de contractions musculaires brusques et inattendues des muscles squelettiques, ces contractions musculaires peuvent être soignées par des médicaments tranquillisants comme les benzodiazépines. Pour comprendre l'origine de ces contractions musculaires liées à l'anxiété, le montage expérimental du document 1 ci-contre, est effectué au niveau d'un motoneurone M de la moelle épinière relié à une fibre musculaire (non représentée). Le corps cellulaire du motoneurone M est en contact synaptique avec les extrémités nerveuses de deux neurones N1 et N2. A) On réalise trois expériences de stimulation électrique à l’aide d’électrodes stimulatrices S1 et S2 et on enregistre les résultats au niveau des microélectrodes réceptrices R1 et R2, reliées respectivement aux oscilloscopes O1 et O2. Le tableau du document 2 ci-dessous, présente les conditions expérimentales et les enregistrements obtenus. Document 2

Enregistrement en R1

Enregistrement en R2

Effet sur la fibre musculaire

Expérience 1 : Stimulation isolée en S1

Pas de contraction

Expérience 2 : Stimulation isolée en S2

Contraction

Expérience 3 : Stimulation simultanée en S1 et S2

Pas de contraction

1- Représentez sur votre copie, l’enregistrement graphique de la stimulation simultanée en S1 et S2 enregistré en R1, en indiquant la valeur de la ddp. (1 pt) 2- Analysez chacune des trois expériences en vue : (3 pts) - d’expliquer l’effet observé de la stimulation sur la fibre musculaire associée au motoneurone M, - d’en déduire le type fonctionnel des synapses N1-M et N2-M, - d’expliquer le rôle intégrateur du motoneurone M et d’en déduire le type d’intégration. Page 3 sur 4

B) En utilisant le même montage expérimental du document 1, on cherche à expliquer le mode d’action de certains neurotransmetteurs, sur le motoneurone M, déposés avec une micropipette au niveau des fentes synaptiques F1 et F2, en l'absence de toute stimulation électrique. Le tableau du document 3 ci-dessous, présente les conditions expérimentales et les enregistrements obtenus. Document 3

Expérience 4 : Dépôt d’une microgoutte d’un neurotransmetteur X au niveau de F1

Expérience 5 : Dépôt d’une microgoutte d’un neurotransmetteur Y au niveau de F2

Enregistrement en R1

3- Analysez chacune des deux expériences en vue d’identifier les neurotransmetteurs X et Y et d’expliquer leur mode d’action sur le motoneurone M. (2 pts) C) En utilisant le même montage expérimental du document 1, on cherche maintenant à simuler (reproduire artificiellement un phénomène) les effets de l'anxiété sur le motoneurone M. Pour cela, on utilise une molécule appelée la picrotoxine, qui permet de reproduire ces effets (document 4 ci-dessous). Document 4

Stimulation en S1 sans dépôt de picrotoxine au niveau de F1

Stimulation en S1 avec dépôt de picrotoxine au niveau de F1

Enregistrement en R1

4- À partir de l’analyse des 2 enregistrements du document 4, expliquez l’apparition des contractions musculaires en cas d'anxiété. (1 pt) D) En utilisant le même montage expérimental du document 1, on cherche maintenant à expliquer l'effet des benzodiazépines pour le traitement des contractions musculaires liées à l'anxiété (document 5 ci-dessous). Document 5

Dépôt d’une microgoutte de X sans benzodiazépines au niveau de F1

Dépôt d’une microgoutte de X avec benzodiazépines au niveau de F1

Enregistrement en R1

5- À partir de l’analyse des 2 enregistrements du document 5, justifiez l’utilisation des benzodiazépines pour traiter les contractions musculaires liées à l'anxiété. (1 pt) BON TRAVAIL Page 4 sur 4

LYCEE SECONDAIRE BORJ LOUZIR LA SOUKRA – ARIANA

Dimanche 8 février 2015

Devoir de Contrôle N° 2

S.V.T.

Durée : 2 heures

Coefficient : 4

2014 – 2015

ème

4

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mr Ahmed Baccar

QCM

4 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reportez sur votre double feuille, le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- La biopsie choriale est une technique qui permet de : 5- La fragmentation de l’ADN se fait par : a- Prélever du sang fœtal à partir du cordon a- Des transcriptases réverses. ombilical. b- Des sondes moléculaires radioactives. b- Prélever des cellules fœtales libres à partir du c- La chaleur ou NaOH. liquide amniotique. d- Des enzymes de restriction. c- Prélever des cellules embryonnaires à partir du trophoblaste. 6- Un individu de génotype Ab//aB produit les d- Prélever des cellules maternelles à partir du 4 types de gamètes suivants : placenta. a- 1/4 Ab + 1/4 aB + 1/4 AB + 1/4 ab. b- 9/16 Ab + 3/16 aB +3/16 AB +1/16 ab. 2- Deux parents atteints d’une maladie héréditaire c- (1-p)/2 Ab + (1-p)/2 aB + p/2 AB + p/2 ab. peuvent avoir un enfant sain si : d- (1-p)/2 AB + (1-p)/2 ab + p/2 Ab + p/2 aB. a- Ils sont tous les deux homozygotes. b- Ils sont tous les deux hétérozygotes. 7- Après un test-cross, on a obtenu les résultats c- La mère est homozygote et le père est suivants : 40% [X1Y1], 40% [X2Y2], 10% [X1Y2] hétérozygote. et 10% [X2Y1]. d- Le père est homozygote et la mère est a- Les gènes sont partiellement liés. hétérozygote. b- Les gènes sont indépendants. c- La distance entre les deux loci est égale à 3- La sonde moléculaire radioactive : 10%. a- Est un fragment d'ADN simple brin. d- C’est un cas de dominance absolue. b- Est un fragment d’ADN double brin. c- Est un fragment d’ARNm. 8- Le croisement de deux lignées différentes de d- Est une enzyme. même phénotype donne une génération uniforme (100%) : 4- La trisomie 21 : a- Les deux lignées sont pures. a- Est une malformation congénitale. b- Les deux lignées ne sont pas pures. b- Est une maladie génique. c- La 1ère loi de Mendel est vérifiée. c- Est une maladie génétique. d- Tous les individus obtenus sont d- Est une aberration chromosomique. hétérozygotes.

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EXERCICE 1 : GÉNÉTIQUE HUMAINE

8 POINTS

La chorée de Huntington chez l’adulte, est une maladie héréditaire qui ne se développe, le plus souvent, que chez les personnes âgées de plus de 40 ans et se traduit par une dégénérescence de certains neurones intervenant dans la motricité. Il en résulte des gestes incohérents et anormaux quand le sujet est éveillé, indépendamment de sa volonté. De plus, un déficit mental progressif s’installe. L’anomalie génétique qui provoque cette maladie, survient suite à une mutation, qui consiste en une addition exagérée de nucléotides au sein du gène normal. Un jeune couple de moins de 40 ans, dont la femme est enceinte, demande un diagnostic prénatal, par crainte sur l’état de leur santé lorqu’ils atteingent la quarentaire ainsi que sur l’état de santé de leur futur enfant, surtout que ce jeune couple appartient à une même famille dont certains membres sont atteints de cette maladie. À la suite de l'entretien avec les parents, le médecin prescrit une analyse de l’ADN par électrophorèse, à partir de cellules prélevées des parents et de leur futur enfant. Les résultats Remarque : du diagnostic sont représentés 1) Le témoin est un homme de 55 ans atteint de la maladie. 2) Le sujet S1 est de sexe féminin et le sujet S2 est de sexe masculin. par le document ci-contre : Dans le but de préciser le mode de transmission de cette maladie et à partir de l’exploitation des résultats de l’électrophorèse et du texte : 1- Identifiez parmi les allèles A1 et A2, l’allèle normal et l’allèle responsable de la maladie. Justifiez votre réponse (1,5 pt). 2- Précisez si la maladie est récessive ou dominante. Justifiez votre réponse (1,5 pts). 3- Discutez chacune des hypothèses suivantes : (3,5 pts) - Hypothèse 1 : Le gène muté est porté par le chromosome Y. - Hypothèse 2 : Le gène muté est porté par le chromosome X. - Quelle conclusion pouvez-vous dégager concernant le mode de transmission de cette maladie héréditaire ? 4- Ecrivez dans un tableau, le génotype des sujets S1, S2 et S3 en utilisant les lettres A1 et A2 pour désigner les allèles, et identifiez sur le même tableau, le père, la mère et le fœtus parmi les sujets S1, S2 et S3. (1,5 pts)

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EXERCICE 2 : GÉNÉTIQUE DES DIPLOÏDES

8 POINTS

On connaît, chez le petit pois, 3 couples d'allèles : - Le couple (A1, A2) qui contrôle la longueur de la tige, qui peut être longue [A1] ou courte [A2]. - Le couple (B1, B2) qui contrôle la forme de la gousse, qui peut être droite [B1] ou incurvée [B2]. - Le couple (C1, C2) qui contrôle la couleur de la gousse, qui peut être jaune [C1] ou verte [C2]. On se propose d’étudier le mode de transmission de ces 3 couples d’allèles. On dispose pour cela, de 4 variétés de lignées pures de petits pois : - V1 : plantes à tiges longues et à gousses droites. - V2 : plantes à tiges courtes et à gousses incurvées. - V3 : plantes à gousses droites de couleur jaune. - V4 : plantes à gousses incurvées de couleur verte. On réalise des croisements entre ces variétés de petits pois. Les F1 issus de ces croisements sont croisés avec des doubles récessifs. Les résultats obtenus sont indiqués dans le tableau suivant : Croisements Résultats F1

F1 x double récessif

Croisement N°1 : V1 x V2

Croisement N°2 : V3 x V4

100% plantes à tiges longues et à gousses droites.  503 plantes à tiges longues et à gousses droites.  498 plantes à tiges longues et à gousses incurvées.  499 plantes à tiges courtes et à gousses droites.  500 plantes à tiges courtes et à gousses incurvées.

100% plantes à gousses droites de couleur verte.  799 plantes à gousses droites de couleur jaune.  198 plantes à gousses droites de couleur verte.  199 plantes à gousses incurvées de couleur jaune.  804 plantes à gousses incurvées de couleur verte.

1- Vérifiez la 1ère loi de Mendel pour chacun des deux croisements. (1 pt) 2- À partir des résultats de ces croisements, déterminez, en justifiant votre réponse : a- La relation de dominance entre les allèles de chaque couple, en citant les allèles dominants et les allèles récessifs. (1,5 pts) b- La position relative des gènes sur les chromosomes. (1,5 pts) 3- En utilisant les symboles fournis par l’énoncé, écrivez les génotypes des parents et des individus de la F1, pour chacun des deux croisements. (1,5 pts) 4- Expliquez comment le brassage chromosomique et la fécondation permettent de comprendre l’obtention des phénotypes recombinés pour chacun des deux croisements (tableaux de rencontre des gamètes à l’appui). (2,5 pts) BON TRAVAIL

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LYCEE SECONDAIRE BORJ LOUZIR LA SOUKRA – ARIANA

Jeudi 5 mai 2016

S.V.T

2015 – 2016

ème

4

(CORRECTION)

Coefficient : 4

Durée : 3 heures

SCIENCES EXPÉRIMENTALES

1 et 2

Coefficient : 2

Mme Mihéla Lajmi

Mr Ahmed Baccar PREMIÈRE PARTIE (8 POINTS) QCM

4 POINTS Items Réponse(s) correcte(s)

1

2

3

4

5

6

7

8

bd

bc

ac

d

b

a

c

ad

QROC : L’ALLERGIE

4 POINTS

1- Légende du document. (1,5 pts) 1) Allergène 4) Mastocyte

2) Lymphocyte B 5) Granule

3) Plasmocyte 6) Histamine (médiateur)

2- Le mécanisme de la réaction allergique illustrée par le document. (1,5 pts) La réaction allergique se fait en deux phases :  1ère phase : Sensibilisation des mastocytes : Lors du premier contact avec l’allergène, des lymphocytes B impliqués dans la réaction allergique se différencient en plasmocytes qui sécrètent des immunoglobulines de la classe E (IgE) spécifiques de l’allergène. Les IgE sont captées par les mastocytes qui possèdent des récepteurs membranaires spécifiques aux IgE. Les mastocytes seront alors sensibilisés.  2ème phase : Activation des mastocytes : Lors du deuxième contact avec le même allergène, il se produit une liaison entre l’allergène et 2 IgE voisines portées par un mastocyte. La fixation de plusieurs molécules, crée une modification de la perméabilité membranaire des mastocytes qui s’activent et libèrent de l’histamine (médiateur chimique) responsable de la réaction allergique (vasodilatation, sécrétion de mucus, contraction des muscles lisses…). 3- Le médicament anti-histaminique a pour but de neutraliser l’histamine. (0,25 pts) 4- Les immunoglobulines synthétisées neutralisent l’allergène en formant un complexe immun qui sera éliminé par opsonisation et phagocytose ce qui diminue le risque de fixation de l’allergène sur les IgE des mastocytes et donc pas de libération d’histamine. (0,75 pts) DEUXIÈME PARTIE (12 POINTS) EXERCICE 1 : LA REPRODUCTION HUMAINE

6 POINTS

A) 1- Comparons l’évolution de la sécrétion des 3 hormones H1, H2 et H3 chez la femme F1. (1,5 pts) Page 1 sur 4

L’évolution de la sécrétion des 3 hormones Les hormones Sécrétion faible, sauf un pic important au J13. H1 : LH Pas de sécrétion du J1 au J14, sécrétion croissante à partir du J14 H2 : Progestérone présentant un pic au J21. Sécrétion croissante à partir du J21. H3 : HCG

Les évènements E1 : Ovulation E2 : Fécondation E3 : Nidation

2- Expliquons le profil de sécrétion hormonale chez la femme F2. (1 pt) Hypothèse : La femme F2 est sous pilule combinée. Justification : - On observe une menstruation tous les 28 jours : ce sont des hémorragies de privation. - La sécrétion de LH est très faible, avec absence de pic : ceci peut résulter d’un RC(-) permanent sur le CHH causé par les œstro-progestatifs de synthèse. - La sécrétion de progestérone est presque nulle : pas de cycle ovarien  pas d’ovulation  pas de corps jaune  pas de progestérone. 3- Comparons l’état de développement de l’endomètre chez les deux femmes. (1 pt) Femme F1 Femme F2 Au moment 1 : L’endomètre est bien Etat de Au moment 2 : L’endomètre est développé développé, il montre une dentelle utérine l’endomètre d’une façon anormale, impropre à la nidation. favorable à la nidation. L’endomètre est sensibilisé d’abord par les L’endomètre subit dès le début du cycle œstrogènes puis par l’action combinée des l’action combinée des œstro-progestatifs de Justification œstrogènes et de la progestérone qui assurent synthèse, ce qui conduit à son développement le développement de la dentelle utérine. anormal, impropre à la nidation. B) 1- Identification des structures A et B. (0,5 pts) La structure A : Un ovule fécondé juste avant la caryogamie La structure B : Un blastocyste 2- Les jours du cycle où on peut observer les structures A et B. (1 pt) - La structure A peut-être observable au J15 environ du cycle (24 h après le début de la fécondation qui a lieu au J14). - La structure B peut être observable au J21 du cycle (jour de la nidation). Justification : L’ovule fécondé (structure A) devient un zygote par la fusion des 2 pronuclei. Ce zygote entame sa 1ère mitose et donne un embryon à deux cellules. Les mitoses se succèdent et l’embryon progresse dans la trompe en direction de l’utérus. Vers le 4ème jour environ, l’embryon atteint l’utérus sous forme d’une morula. Celle-ci se différencie dans la cavité utérine, pendant 3 jours environ, en blastocyste (structure B) prêt à la nidation. 3- Déterminons le rôle de certaines cellules de la structure B. (1 pt) Analyse de la courbe : Le taux de l’hormone H2 (progestérone) croit à partir du J-10 et atteint un pic au J-3 puis commence à chuter. Suite à l’injection du filtrat purifié du broyat des structures B à J0, le taux de progestérone augmente de nouveau et atteint un pic au J6 puis diminue. Explication du tracé à partir de J0 : L’augmentation de la progestérone s’explique par l’existence d’un facteur hormonal dans le filtrat injecté : il s’agit de la HCG, hormone secrétée par le trophoblaste du blastocyste (structure B). Cette hormone agit sur le corps jaune et stimule son activité (sécrétion de progestérone). La chute de la progestérone après J6 s’explique par l’épuisement de la HCG. Page 2 sur 4

EXERCICE 2 : L’IMMUNITÉ SPÉCIFIQUE

6 POINTS

1- Exploitation des résultats des expériences du document 1 : - Boîte 1 : La destruction des hématies matérialisée par la plage d’hémolyse, s’explique par le fait que le filtrat utilisé, contient une toxine libérée par les streptocoques et qui est responsable de cette hémolyse. - Boîte 2 : La substance A extraite du sérum d’un malade atteint par les mêmes streptocoques, a neutralisé la toxine contenue dans le filtrat et libérée par ces bactéries, d’où l’absence de plage d’hémolyse.  La substance A est un anticorps anti-toxine. 2- Exploitation des résultats des expériences du document 2 : - Boîte 3 : La destruction des hématies matérialisée par la plage d’hémolyse, s’explique également par le fait que le filtrat utilisé, contient une toxine libérée par les staphylocoques et qui est responsable de cette hémolyse. - Boîte 4 : La substance A extraite du sérum d’un malade atteint par les streptocoques, ne peut pas neutraliser la toxine contenue dans le filtrat et libérée par les staphylocoques, d’où la présence de plage d’hémolyse. - Boîte 5 : La substance B extraite du sérum d’un malade atteint par les mêmes staphylocoques, a neutralisé la toxine contenue dans le filtrat et libérée par ces bactéries, d’où l’absence de plage d’hémolyse.  La réponse immunitaire est spécifique. 3- Les vrais jumeaux sont histocompatibles, ils ont les mêmes antigènes HLA marqueurs de soi. 4- Exploitation des résultats des expériences du document 3 : - Boîte 6 : Toutes les catégories cellulaires (M2, LT2 et LB2), prélevés chez le sujet S2, infecté par des staphylocoques, ont reconnu la toxine libérée par ces bactéries comme étant un antigène et ont développé ensemble une réponse immunitaire spécifique à cet antigène, aboutissant à la production d’anticorps anti-toxine qui ont neutralisé la même toxine contenue dans le filtrat, d’où l’absence de plage d’hémolyse. - Boîte 7 : Les macrophages M1, prélevés chez le sujet S1 infecté par des streptocoques, n’ont pas reconnu la toxine contenue dans le filtrat et libéré par les staphylocoques comme étant un antigène donc pas de production d’anticorps d’où la présence de plage d’hémolyse. 5- Les macrophages (M) sont des cellules phagocytaires. Ils peuvent phagocyter l’antigène et exposer les peptides du non soi, associés aux molécules HLA, sur leurs membranes pour les présenter aux lymphocytes T4 et T8. Ce sont des cellules présentatrices de l'antigène (CPAg). - Les LT sont capables d'identifier la molécule du non soi grâce à leurs récepteurs TCR, cette reconnaissance se déroule dans le contexte du soi (double reconnaissance).  Le TCR des LT4 est complémentaire au complexe HLA II-peptide du non soi.  Le TCR des LT8 est complémentaire au complexe HLA I-peptide du non soi. - Les LB sont capables de reconnaître et de fixer l'antigène libre ou exposé à la surface des cellules étrangères grâce à leurs anticorps de surface. Ils peuvent également assurer le rôle de CPAg puisqu'ils peuvent endocyter le complexe récepteurantigène, le dégrader en petits fragments et présenter l'élément du non soi associé aux molécules HLA II aux LTh (ou LT4).

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LYCEE SECONDAIRE BORJ LOUZIR LA SOUKRA – ARIANA

Le 31 octobre 2010

2010 – 2011

Devoir de contrôle N° 1

S.V.T.

Durée : 2 heures

Coefficient : 4

4éme Année Sciences Expérimentales Ahmed Baccar

PREMIERE PARTIE (12 points) Exercice 1 : Q.C.M.

(4 points)

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reporter sur votre double feuille le numéro de chaque item et indiquer dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- La cryptorchidie : a- est corrigé par des injections de LH ; b- est corrigé par des injections de FSH ; c- est corrigé par des injections testostérone ; d- donne des individus stériles.

de

2- La prostate : a- est une glande exocrine ; b- est le lieu de maturation des spermatozoïdes ; c- sécrète un liquide d’aspect laiteux riche en enzymes ; d- sécrète un liquide nutritif riche en fructose. 3- Le 1er globule polaire est : a- émis après la division réductionnelle de la méiose ; b- émis après la division équationnelle de la méiose ; c- une cellule à n chromosomes simples ; d- une cellule à 2n chromosomes dédoublés. 4- L’ovogenèse : a- se déroule entièrement dans l’ovaire ; b- commence à partir de la puberté jusqu’à la ménopause ; c- ne s’achève qu’après la fécondation ; d- présente 2 phases distinctes.

5- La GnRH est : a- une gonadotrophine ; b- une gonadostimuline ; c- une gonadolibérine ; d- effectrice au niveau des gonades. 6- La glaire cervicale : a- est une hormone féminine ; b- est sécrété par le col de l’utérus ; c- est filante pendant l’ovulation ; d- protège et nourrit les spermatozoïdes au moment du rapport sexuel. 7- Les tubes séminifères : a- contiennent les cellules productrices d’inhibine ; b- contiennent des spermatozoïdes immobiles ; c- contiennent les cellules productrices de testostérone ; d- sont stimulés par la LH. 8- La folliculogenèse : a- se déroule pendant la phase lutéale ; b- se déroule pendant la phase préovulatoire ; c- est un phénomène comparable à la spermatogenèse ; d- est un phénomène continu à partir de la puberté jusqu’à la ménopause. Page 1 sur 4

Exercice 2

(4 points)

Le document 1 ci-contre, montre les différents types cellulaires observés pendant la spermatogenèse. 1- Reporter sur votre double feuille le schéma 1 du document 1, identifier les différentes phases (de A à D) de la spermatogenèse, nommer les différents types cellulaires observés (de 1 à 4) et schématiser leur garniture chromosomique (pour simplifier le schéma, on prend 2n = 2) (3 points). 2- Expliquer le déterminisme hormonal de la spermatogenèse. Un schéma de synthèse est attendu (1 point).

Document 1

Exercice 3

(4 points)

Le document 2 ci-contre, représente deux structures que l’on peut observer au microscope optique sur une coupe transversale d’un ovaire humain. 1- Reporter sur votre double feuille les numéros (de 1 à 5) de chaque structure (A et B), nommer et légender chacune d’elles (3 points). 2- Les structures A et B sont associées pour réaliser un événement important. Préciser cet événement et expliquer son déterminisme hormonal en indiquant toutes les modifications subies par les deux structures juste avant et juste après cet événement (1 point).

Document 2 Page 2 sur 4

DEUXIEME PARTIE (8 points) Exercice 1

(4 points)

Pour comprendre les relations fonctionnelles entre l’hypophyse et les testicules, on réalise des dosages sanguins réguliers et simultanés, de LH et de testostérone à quatre béliers adultes, durant 24 heures.  Bélier 1 : non castré ;  Bélier 2 : castration bilatérale depuis six semaines ;  Bélier 3 : castration bilatérale depuis six semaines puis mise d'un implant sous-cutané libérant des doses régulières de testostérone ;  Bélier 4 : non castré mais porteur d’un implant sous-cutané libérant des doses régulières de testostérone. Le document 3 ci-contre, montre le résultat graphique des dosages sanguins pour chacun des quatre béliers. 1- Analyser séparément chacun des quatre graphes (2 points). 2- Extraire de l'analyse de ces graphes l'ensemble des informations qui montrent les relations fonctionnelles entre l'hypophyse et les testicules en indiquant les types cellulaires qui entrent en jeu dans cette relation. Un schéma de synthèse est attendu (2 points).

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Document 3 Exercice 2

(4 points)

Pour mettre en évidence le synchronisme du cycle ovarien et utérin, on suit quotidiennement l’évolution de l’épaisseur de l’endomètre d’une femme saine de 30 ans ainsi que le taux plasmatique de ses hormones ovariennes pendant un cycle sexuel de 28 jours. Les documents 4b et 4c cicontre, montre le résultat graphique de ces analyses. 1- Mettre en relation la variation du taux plasmatique des hormones ovariennes avec les différentes phases du cycle ovarien (doc. 4a) en indiquant à chaque fois les caractéristiques de chaque phase et les types cellulaires qui entrent en jeu dans cette sécrétion (2 points). 2- Même question avec le cycle utérin en expliquant l’évolution de l’épaisseur de l’endomètre et le déterminisme de la menstruation (2 points).

Document 4

Bon travail

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Le 31 octobre 2010

2010 – 2011

Devoir de contrôle N° 1

S.V.T.

Durée : 2 heures

Coefficient : 4

4éme Année Sciences Expérimentales Ahmed Baccar

PREMIERE PARTIE (12 points) Exercice 1 : Q.C.M.

(4 points)

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reporter sur votre double feuille le numéro de chaque item et indiquer dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- La cryptorchidie : a- est corrigé par des injections de LH ; b- est corrigé par des injections de FSH ; c- est corrigé par des injections testostérone ; d- donne des individus stériles.

de

2- La prostate : a- est une glande exocrine ; b- est le lieu de maturation des spermatozoïdes ; c- sécrète un liquide d’aspect laiteux riche en enzymes ; d- sécrète un liquide nutritif riche en fructose. 3- Le 1er globule polaire est : a- émis après la division réductionnelle de la méiose ; b- émis après la division équationnelle de la méiose ; c- une cellule à n chromosomes simples ; d- une cellule à 2n chromosomes dédoublés. 4- L’ovogenèse : a- se déroule entièrement dans l’ovaire ; b- commence à partir de la puberté jusqu’à la ménopause ; c- ne s’achève qu’après la fécondation ; d- présente 2 phases distinctes.

5- La GnRH est : a- une gonadotrophine ; b- une gonadostimuline ; c- une gonadolibérine ; d- effectrice au niveau des gonades. 6- La glaire cervicale : a- est une hormone féminine ; b- est sécrété par le col de l’utérus ; c- est filante pendant l’ovulation ; d- protège et nourrit les spermatozoïdes au moment du rapport sexuel. 7- Les tubes séminifères : a- contiennent les cellules productrices d’inhibine ; b- contiennent des spermatozoïdes immobiles ; c- contiennent les cellules productrices de testostérone ; d- sont stimulés par la LH. 8- La folliculogenèse : a- se déroule pendant la phase lutéale ; b- se déroule pendant la phase préovulatoire ; c- est un phénomène comparable à la spermatogenèse ; d- est un phénomène continu à partir de la puberté jusqu’à la ménopause. Page 1 sur 4

Exercice 2

(4 points)

Le document 1 ci-contre, montre les différents types cellulaires observés pendant la spermatogenèse. 1- Reporter sur votre double feuille le schéma 1 du document 1, identifier les différentes phases (de A à D) de la spermatogenèse, nommer les différents types cellulaires observés (de 1 à 4) et schématiser leur garniture chromosomique (pour simplifier le schéma, on prend 2n = 2) (3 points). 2- Expliquer le déterminisme hormonal de la spermatogenèse. Un schéma de synthèse est attendu (1 point).

Document 1

Exercice 3

(4 points)

Le document 2 ci-contre, représente deux structures que l’on peut observer au microscope optique sur une coupe transversale d’un ovaire humain. 1- Reporter sur votre double feuille les numéros (de 1 à 5) de chaque structure (A et B), nommer et légender chacune d’elles (3 points). 2- Les structures A et B sont associées pour réaliser un événement important. Préciser cet événement et expliquer son déterminisme hormonal en indiquant toutes les modifications subies par les deux structures juste avant et juste après cet événement (1 point).

Document 2 Page 2 sur 4

DEUXIEME PARTIE (8 points) Exercice 1

(4 points)

Pour comprendre les relations fonctionnelles entre l’hypophyse et les testicules, on réalise des dosages sanguins réguliers et simultanés, de LH et de testostérone à quatre béliers adultes, durant 24 heures.  Bélier 1 : non castré ;  Bélier 2 : castration bilatérale depuis six semaines ;  Bélier 3 : castration bilatérale depuis six semaines puis mise d'un implant sous-cutané libérant des doses régulières de testostérone ;  Bélier 4 : non castré mais porteur d’un implant sous-cutané libérant des doses régulières de testostérone. Le document 3 ci-contre, montre le résultat graphique des dosages sanguins pour chacun des quatre béliers. 1- Analyser séparément chacun des quatre graphes (2 points). 2- Extraire de l'analyse de ces graphes l'ensemble des informations qui montrent les relations fonctionnelles entre l'hypophyse et les testicules en indiquant les types cellulaires qui entrent en jeu dans cette relation. Un schéma de synthèse est attendu (2 points).

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Document 3 Exercice 2

(4 points)

Pour mettre en évidence le synchronisme du cycle ovarien et utérin, on suit quotidiennement l’évolution de l’épaisseur de l’endomètre d’une femme saine de 30 ans ainsi que le taux plasmatique de ses hormones ovariennes pendant un cycle sexuel de 28 jours. Les documents 4b et 4c cicontre, montre le résultat graphique de ces analyses. 1- Mettre en relation la variation du taux plasmatique des hormones ovariennes avec les différentes phases du cycle ovarien (doc. 4a) en indiquant à chaque fois les caractéristiques de chaque phase et les types cellulaires qui entrent en jeu dans cette sécrétion (2 points). 2- Même question avec le cycle utérin en expliquant l’évolution de l’épaisseur de l’endomètre et le déterminisme de la menstruation (2 points).

Document 4

Bon travail

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Le 11 novembre 2012

Devoir de Contrôle N° 1

S.V.T.

Durée : 2 heures

Coefficient : 4

2012 – 2013

ème

4

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mr Ahmed Baccar

PREMIÈRE PARTIE [12 POINTS] EXERCICE 1 : QCM

4 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponse(s) correcte(s). Reportez sur votre double feuille le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- La castration d’un sujet mâle pubère provoque : a- l’atrophie du tractus génital. b- une diminution de la sécrétion de LH. c- une augmentation de la sécrétion de LH. d- une diminution des pulses de GnRH.

5- Au cours d'un cycle sexuel, les œstrogènes : a- sont responsables de la formation de la dentelle utérine. b- activent les contractions rythmiques du myomètre. c- augmentent la filance de la glaire cervicale. d- ont un effet thermogène.

2- Le pic ovulatoire de LH est dû à : a- un rétrocontrôle positif exercé par l’œstradiol. b- un rétrocontrôle positif exercé par la 6- L’inhibine : progestérone. a- est sécrétée par les cellules de Sertoli. c- un rétrocontrôle négatif exercé par l’œstradiol. b- est sécrétée lorsque la spermatogenèse est d- un rétrocontrôle négatif exercé par la déficiente. progestérone. c- exerce un rétrocontrôle négatif sur la sécrétion de LH. 3- Une baisse de la sécrétion de la testostérone en d- exerce un rétrocontrôle négatif sur la dessous de sa valeur normale est corrigée par : sécrétion de FSH. a- un rétrocontrôle négatif de la testostérone sur le complexe hypothalamo-hypophysaire. 7- Lors de la phase post menstruelle : b- un rétrocontrôle négatif de l’inhibine sur a- l’endomètre se développe suite à l’action de l’antéhypophyse. la progestérone. c- une stimulation testiculaire par la FSH et la LH. b- l’endomètre se développe suite à l’action de d- une inhibition testiculaire par la FSH et la LH. l’œstradiol. c- l’endomètre se développe suite à l’action 4- Lors de la phase post ovulatoire : combinée des deux hormones ovariennes. a- le taux élevé des hormones ovariennes stimule d- l’endomètre ne se développe pas. la sécrétion des gonadotrophines. b- le taux élevé des hormones ovariennes inhibe la 8- Le trajet précis suivi par les spermatozoïdes sécrétion des gonadotrophines. dans les voies génitales avant l’éjaculation est : c- le taux faible des hormones ovariennes stimule a- spermiductes —› urètre —› épididymes. le développement de l’endomètre. b- épididymes —› urètre —› spermiductes. d- le taux faible des hormones ovariennes inhibe le c- spermiductes —› épididymes —› urètre. développement de l’endomètre. d- épididymes —› spermiductes —› urètre. Page 1 sur 4

EXERCICE 2 : QROC

8 POINTS

Au cours de son déroulement, la gamétogenèse nécessite une réduction du nombre de chromosomes. Cette réduction est due à l’intervention de la méiose qui comprend deux divisions successives, une division réductionnelle (DR) et une division équationnelle (DE). Le document 1 ci-contre, est un schéma comparatif simplifié des différentes étapes de la gamétogenèse chez l’espèce humaine. 1- Reportez sur votre copie les numéros de 1 à 6 et indiquez le nom des cellules correspondantes ainsi que le nom de chacune des étapes A, B, C et D [2,5 pts]. 2- Chez l’homme, la spermatogenèse est continue. À quel endroit précis et à quelle période de la vie, se déroule-t-elle ? [0,5 pt]. 3- Chez la femme, l’ovogenèse est discontinue, présentant des blocages à la méiose. a- À quels endroits précis et à l’occasion de quels évènements, se font chacune des deux divisions de la méiose ? [1 pt]. b- À quelles phases et à quelles périodes de la vie, se font chacun des blocages ? [1 pt]. 4- Utilisez les figures du document 2 ci-dessous, pour schématiser la garniture chromosomique de chacune des cellules désignées par les numéros 1, 2 et 4, à la fin de l’anaphase de leur division (pour simplifier le schéma en prend 2n = 4). Précisez alors pour chacune d’elles, le type de division [3 pts].

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DEUXIÈME PARTIE [8 POINTS] A) La ménopause se caractérise par des cycles menstruels moins fréquents pendant la périménopause (doc. 1) puis leur arrêt. Ce qui entraine l’arrêt de l’ovulation et la disparition des règles, alors que le taux plasmatique des gonadostimulines reste élevé, provoquant de bouffées de chaleur avec sueurs nocturnes et parfois un effet dépressif. La ménopause se produit habituellement au début de la cinquantaine. 1- Identifiez la structure entourée par un trait noir (doc. 2, fig. a). Faites un schéma de cette structure et annotez les éléments de 1 à 6 [2 pts]. 2- À la ménopause, cette structure est remplacée par des cellules du stroma (doc. 2, fig. b). Exploitez les documents 1, 2 et 3 ainsi que vos connaissances pour expliquer l’arrêt de l’ovulation, la disparition des règles et l’élévation du taux Doc. 1 : Variation de la longueur du cycle plasmatique des gonadostimulines chez la femme menstruel chez la femme en fonction de son âge. ménopausée [2,5 pts].

Doc. 2 : Coupe d’ovaire d’une femme fertile Doc. 3 : Schéma fonctionnel simplifié illustrant la régulation (fig. a) et d’une femme ménopausée (fig. b) hormonale au cours de la phase pré ovulatoire chez une vues au microscope optique (x120). femme fertile. Page 3 sur 4

B) Chez l'homme, l'andropause est l’équivalent de la ménopause de la femme. Elle se manifeste par le ralentissement de la fonction sexuelle, elle est caractérisée par une baisse de fertilité et un taux plasmatique de gonadostimulines élevé.

Doc. 5 : Schéma fonctionnel simplifié illustrant la Doc. 4 : Taux de la testostérone active dosée dans le régulation de l'activité testiculaire chez un jeune plasma chez 59 hommes âgés de 20 à 82 ans. homme. 3- Après avoir rappelé ce qu'est la testostérone et son lieu de production, exploitez le document 4 afin d’élucider la cause de l’andropause [1 pt]. 4- En vous appuyant sur les documents 4 et 5 et sur vos connaissances, donnez une explication possible à la baisse de fertilité et à l’élévation du taux plasmatique des gonadostimulines chez l’homme andropausé [2,5 pts]. Bon travail

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4ème SCIENCES EXPÉRIMENTALES

AHMED BACCAR SVT

Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 3 : La procréation CORRECTION DE LA SÉRIE D’EXERCICES CORRECTION DE L’EXERCICE 1 (QROC : activité 1 §4 page 61 du manuel scolaire) 1- La durée du cycle sexuel chez cette femme est de 28 jours. 2- Les jours de l’ovulation chez cette femme sont : 19 juin – 16 juillet – 12 août. Justification : L’ovulation survient, quel que soit la longueur du cycle, le 14ème jour avant les règles, car la phase lutéale dure exactement 14 jours. 3- La période de fécondité de cette femme au cours du mois d’août est : du 9 au 14 août. Justification : La période de fécondité d’une femme est déterminée par la date de l'ovulation et la durée de vie des gamètes : 2 jours après l’ovulation pour l'ovocyte et 3 jours avant l’ovulation pour les spermatozoïdes. CORRECTION DE L’EXERCICE 2 (QROC : activité 2 page 61 du manuel scolaire) 1- Ce phénomène biologique est la fécondation : c’est la rencontre des 2 gamètes, mâle et femelle puis la fusion de leurs noyaux (ou pronucléi) donnant naissance à une cellule diploïde (à 2n chromosomes) appelée cellule-œuf ou zygote. 2- Légende et titres des étapes représentées par ces figures : 1) 1er GP 2) Ovocyte II 3) Zone pellucide

4) Blastomère 5) 2ème GP 6) Pronucléus mâle

a) Ovocyte II bloqué en métaphase II b) Embryon à 2 cellules (ou 2 blastomères) c) Caryogamie (Fusion des pronucléi)

7) Pronucléus femelle 8) Cellule folliculaire 9) Spermatozoïde

d) Gonflement des pronucléi mâle et femelle e) Anaphase de la 1ère mitose du zygote f) Pénétration du spermatozoïde

3- Classement par ordre chronologique des étapes représentées par ces figures : (a) ______ > (f) ______ > (d) ______ > (c) ______ > (e) ______ > (b) 4- Garnitures chromosomiques des éléments suivants : n°1 : n = 23 ch. dédoublés n°4 : 2n = 46 ch. simples n°7 : n = 23 ch. dédoublés n°8 : 2n = 46 ch. simples

n°5 : n = 23 ch. simples n°9 : n = 23 ch. simples

5- Pénétration du spermatozoïde et monospermie : a- Etape (f) : Pénétration du spermatozoïde : Le premier spermatozoïde qui parvient au contact avec l'ovocyte, le perfore. - L'acrosome libère son contenu enzymatique qui hydrolyse localement la zone pellucide : c’est la 1ère réaction enzymatique. - La fusion des membranes plasmiques des deux gamètes permet l’émission du noyau du spermatozoïde et du centriole proximal dans le cytoplasme ovocytaire. Page 1 sur 7

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Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 3 : La procréation b- L’émission du matériel génétique du spermatozoïde déclenche la réaction corticale : éclatement des granules corticaux et déversement de leur contenu riche en enzymes dans l’espace péri ovocytaire. Ces enzymes hydrolysent les récepteurs membranaires de la zone pellucide ce qui empêche la fixation et la pénétration d’autres spermatozoïdes : c’est la monospermie. CORRECTION DE L’EXERCICE 3 (QROC : activité 3 §1 page 63 du manuel scolaire) 1- Légende du document : a- Les organes nécessaires au développement embryonnaire : 1) Ovaire 3) Myomètre 2) Oviducte 4) Endomètre b- Les premières étapes du développement embryonnaire : a) Cellule-œuf c) Embryon à 4 blastomères b) Embryon à 2 blastomères d) Morula

e) Blastocyste

c- Les évènements importants conduisant au développement embryonnaire : A) L’ovulation B) La fécondation C) La nidation 2- Après la fécondation, l’œuf va entamer une descente vers la cavité utérine accompagnée d’une série de segmentation aboutissant en 4 jours à une morula. Vers le 7 ème jour de grossesse, la morula se creuse d’une cavité et se transforme en blastocyste. Les cellules périphériques du blastocyste se différencient et forment le trophoblaste. Celui-ci fait apparaître des villosités riches en vaisseaux sanguins qui secrètent des enzymes, creusant en partie la muqueuse utérine, ce qui permet l’implantation de l’embryon : c’est la nidation. CORRECTION DE L’EXERCICE 4 (QROC : activité 3 §2a et b page 64 du manuel scolaire) 1- Cet organe est le placenta : 1) Veine maternelle 2) Artère maternelle

3) Zone d’échange 4) Artère ombilicale

5) Cordon ombilical 6) Veine ombilicale

2- Les éléments indispensables au développement du fœtus (nutriments, O 2,…) contenus dans le sang maternel passent dans le sang fœtal à travers la zone d’échange et sont acheminés jusqu'au fœtus par le cordon ombilical. Les déchets du métabolisme du fœtus (CO2, urée…) circulent en sens inverse.  Au cours de la grossesse, le placenta assure un rôle trophique pour le fœtus. Le placenta laisse passer de nombreux anticorps maternels au fœtus, ce qui lui assure une immunité au cours des premiers mois de la grossesse. Il s’oppose au passage de certaines substances toxiques, de certains germes (microbes), des ions métalliques et de la plupart des médicaments.  Au cours de la grossesse, le placenta assure un rôle protecteur pour le fœtus. 3- Le Syndrome d’Alcoolisation Fœtale (SAF) est une malformation congénitale due à la consommation d’alcool par la femme enceinte. L'alcool, comme de nombreuses substances toxiques, traverse le placenta, pour passer dans la circulation sanguine du fœtus et favorise cette anomalie. Page 2 sur 7

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Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 3 : La procréation CORRECTION DE L’EXERCICE 5 (QROC : activité 4 §2c page 67 du manuel scolaire) 1- La FIVETE signifie : Fécondation In Vitro Et Transplantation Embryonnaire, ou encore : Fécondation In Vitro Et Transfert d’Embryons. 2- Explication des grandes étapes de la FIVETTE : - La FIVETE nécessite l’obtention en parallèle des gamètes mâles et femelles, puis la mise en œuvre d’une fécondation contrôlée sous microscope, prolongée d’un début de développement embryonnaire, et enfin le transfert de l’embryon dans l’utérus de la femme, prêt à l’accueillir. - L’obtention des spermatozoïdes par récupération d’un éjaculat peut être réalisée longtemps auparavant car leur conservation dans l’azote liquide à -196°C ne pose pas de problème. Il faut cependant noter qu’ils nécessitent un traitement substitutif à leur passage dans les voies génitales féminines pour les rendre fécondants préalablement à leur emploi in vitro. Il s’agit de l’étape de capacitation des gamètes. - Le prélèvement des ovocytes à la surface des ovaires se réalise sous cœlioscopie et nécessite auparavant un traitement hormonal de régulation (administration de GnRH, puis FSH et enfin HCG ou LH) afin de maîtriser le développement des follicules en adéquation avec le moment de l’opération de ponction. - La mise en culture de l’embryon permet de laisser le temps à l’utérus d’être prêt à accueillir celui-ci tout en contrôlant la survie au cours des premiers stades de développement. Ainsi l’embryon est ensuite placé dans la cavité utérine et s’implantera naturellement dans l’endomètre. - Des échecs pouvant survenir à chaque étape, plusieurs ovocytes, puis plusieurs embryons sont généralement mis en œuvre au cours d’une FIVETE, avec risque consenti d’une grossesse multiple. CORRECTION DE L’EXERCICE 6 (QROC) 1- La cellule O de la figure a, est un ovocyte II, connu par son premier globule polaire et son matériel génétique qui est bloqué en métaphase II. Alors que la cellule O de la figure b, est une cellule-œuf en métaphase de la 1ère division mitotique. Elle présente 2 globules polaires. 2- Schéma de la cellule O dans chacune des figures a et b pour 2n = 6 (document ci-contre). 3- Les événements qui se déroulent entre la figure (a) et la figure (b) concernent les transformations cytologiques et nucléaires subies par l’ovocyte II au moment de la fécondation. Les transformations cytologiques : L’hydrolyse locale de la zone pellucide par libération du contenu acrosomique (1 ère réaction enzymatique) permet de créer une perforation au niveau de la membrane plasmique, ce qui laisse fusionner les membranes plasmiques des deux gamètes. Aussitôt, les granules corticaux libèrent leur contenu (2 ème réaction enzymatique) pour hydrolyser les récepteurs membranaires tout autour de la zone pellucide, ce qui assure la monospermie. Ainsi le spermatozoïde peut émettre son noyau accompagné par son centriole proximal dans le cytoplasme ovocytaire ce qui déclenche la synthèse des protéines à partir des réserves cytoplasmiques. Page 3 sur 7

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Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 3 : La procréation Les transformations nucléaires : Le réveil cytologique de l’ovocyte lui permet de poursuivre sa méiose qui était bloquée en métaphase II et d’émettre son 2ème globule polaire. Aussitôt, les asters se forment à partir du centriole proximal et se dédoublent, les pronuclei se gonflent (synthèse d’ADN par réplication et duplication des chromosomes), se rapprochent et finissent par fusionner : c’est la caryogamie et la formation d’un zygote (cellule-œuf) qui s’engage dans sa 1ère division mitotique. CORRECTION DE L’EXERCICE 7 (QROC) 1- Les trois évènements essentiels permettant la procréation chez la femme sont par ordre chronologique : l’ovulation, la fécondation et la nidation. 2- Les mécanismes et les relations hormonales permettant de réaliser ces trois événements : - L’ovulation : Quand le follicule ovarien est mûr, il libère une forte dose d’œstradiol (pic) vers le 13ème jour du cycle. Le rétrocontrôle négatif qui était exercé par les ovaires sur le complexe hypothalamohypophysaire et qui freinait les sécrétions de FSH et LH, s’inverse quand le taux d’œstradiol dépasse un certain seuil et devient positif. Cela active la sécrétion de FSH et LH par l’hypophyse antérieure, et le pic de LH qui en découle vers le 14ème jour du cycle, déclenche l’ovulation. - La fécondation : Le pic d’œstradiol stimule le col de l’utérus pour qu’il sécrète une glaire cervicale à mailles lâches, favorisant ainsi le passage des spermatozoïdes au niveau du col de l’utérus, qui doivent remonter jusqu’au tiers supérieur de la trompe de Fallope pour féconder l’ovule qui vient d’y être expulsé. - La nidation : Les pics de FSH et LH au milieu du cycle activent la transformation du follicule ovarien en corps jaune. Ce dernier augmente alors ses sécrétions d’œstradiol et de progestérone. Ces hormones agissent sur l’endomètre en le transformant en dentelle utérine (vascularisation plus dense et développement des glandes à mucus), ainsi l’utérus est prêt pour la nidation. CORRECTION DE L’EXERCICE 8 (QROC) Régulation hormonale du cycle ovarien à partir de la nidation jusqu’à l’accouchement : À partir de la nidation et pendant les 11 premières semaines de grossesse, les cellules du trophoblaste sécrètent une hormone : la HCG dont l’action est comparable à celle de la LH. Cette hormone a pour effet de maintenir en activité le corps jaune (corps jaune de gestation) qui continue à sécréter les hormones ovariennes pour maintenir l’endomètre utérin en place. À partir de la 11ème semaine de grossesse jusqu’à l’accouchement, le corps jaune dégénère et c’est le placenta qui assure à lui seul la production des hormones sexuelles en quantités importantes indispensables au bon déroulement de la grossesse. Régulation hormonale du cycle ovarien à la prise d’un contraceptif hormonal : Le contraceptif hormonal utilisé est la pilule combinée. Cette pilule contient des hormones ovariennes de synthèse : œstro-progestatifs de synthèse. Ces molécules exercent un rétrocontrôle négatif sur le complexe hypothalamo-hypophysaire qui a pour effet le maintien d’un taux faible de gonadostimulines ce qui entraîne l’arrêt de la croissance folliculaire, bloque l'ovulation et empêche l’apparition du corps jaune et ceci jusqu’à l’accouchement. Page 4 sur 7

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Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 3 : La procréation CORRECTION DE L’EXERCICE 9 (activité 3 §2d page 65 du manuel scolaire) Intervention clinique 1 : Les ovaires sont indispensables au maintien de la grossesse durant les 3 premiers mois seulement ce qui explique l’avortement lorsque l’ovariectomie est pratiquée avant les trois premiers mois de grossesse. Intervention clinique 2 : La HCG est une hormone nécessaire au maintien du corps jaune et donc de la sécrétion des hormones ovariennes : œstrogènes et progestérone. Ces deux hormones sont indispensables au maintien de la dentelle utérine et donc de la grossesse. La HCG est secrétée dès la nidation par le trophoblaste du blastocyste pour maintenir le corps jaune (corps jaune de gestation). Le taux de cette hormone atteint un pic vers la 11ème semaine puis décroît. Dès lors, le placenta se forme et commence à secréter des œstrogènes et de progestérone pour maintenir la grossesse ce qui signifie que le corps jaune n’est plus indispensable. CORRECTION DE L’EXERCICE 10 D’après les graphes, on peut repérer, 2 cycles successifs non fécondants (le 1 er cycle : du 5 mars au 5 avril, le 2nd cycle : du 5 avril au 2 mai, suivi d’un troisième cycle fécondant, puisqu’on peut noter, début juin, l’absence des règles chez cette femme. a- La libération d’une faible dose de FSH au début du cycle (graphe du haut) par l’hypophyse, va déclencher le début du développement d’un follicule ovarien au niveau des ovaires. Plus ce dernier grossit, plus il libère l’œstradiol (pic au niveau du graphe du bas) stimulant ainsi l’épaississement de la muqueuse utérine. - Quelques jours avant le 14ème jour du cycle, on observe (graphe du bas) un pic à 260 pg/mL d’œstradiol. A forte dose, cette hormone agit sur le col de l’utérus pour stimuler la sécrétion de la glaire cervicale entraînant un relâchement du son maillage pendant la période ovulatoire permettant le passage des spermatozoïdes. Elle agit aussi sur l’hypophyse et entraîne, par rétrocontrôle positif une forte sécrétion de LH (pic) au milieu du cycle (graphe du haut) activant au niveau de l’ovaire, l’éjection de l’ovocyte par le follicule mûr. C’est l’ovulation. - Les fortes doses de LH et FSH (graphe du haut) libérées au milieu du cycle, activent également la transformation du follicule ovarien en corps jaune d’où l’augmentation des sécrétions d’œstradiol et de progestérone dans la phase lutéale du cycle ovarien (pic au 22ème jour du cycle à 100pg/mL pour l’œstradiol, et 50 ng/mL pour la progestérone). L’évolution du follicule rompu en corps jaune, explique donc la maturation synchrone de l’utérus en dentelle utérine, ce dernier est alors prêt à recevoir l’embryon au 22ème jour du cycle. - Si le cycle n’est pas fécondant, le corps jaune ovarien dégénère, d’où la baisse brutale des hormones sexuelles sécrétés à la fin du cycle, ce qui déclenche alors dans le même temps, la destruction de la muqueuse utérine (menstruations) qui indiquent le début du cycle suivant. b- Le troisième cycle observable de ce graphe, correspond à un cycle fécondant. Le corps jaune est maintenu sous l’action de la HCG, hormone émise par le trophoblaste du blastocyste. Ce corps jaune de gestation sécrète alors une grande quantité d’œstradiol et de progestérone (graphe du bas) ce qui empêche la dégradation de la muqueuse utérine d’où absence des règles. L’augmentation régulière des hormones ovariennes lors de la grossesse, stimule de façon continue le développement de la muqueuse utérine nécessaire au développement de l’embryon, ce qui maintien la grossesse. Page 5 sur 7

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Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 3 : La procréation CORRECTION DE L’EXERCICE 11 1- Analyse du document 1 : Le document 1 montre, une variation cyclique de la concentration de FSH et de LH. Au début du cycle, on observe une augmentation de la concentration en FSH (200 ng/L) qui stimule la production d'œstrogènes par les follicules ovariens. La concentration atteinte freine l'activité de l'axe hypothalamo-hypophysaire et le niveau de LH qui en dépend reste faible. C'est une rétroaction négative. Vers le milieu du cycle, on observe un pic sécrétoire de FSH (300 ng/L) et de LH (400 ng/L) suivi d'une diminution progressive de la concentration. En effet, les œstrogènes vont au contraire exercer une rétroaction positive en raison de la forte concentration qu'ils atteignent et l'activité de l'axe hypothalamo-hypophysaire est considérablement stimulée. Il en résulte une rapide et intense sécrétion de FSH et de LH qui déclenche l'ovulation. 2- Pour empêcher l'apparition du pic de LH, l'idée fut d'administrer un mélange d'hormones de synthèse quotidiennement par voie orale de façon à maintenir artificiellement la rétroaction négative par un niveau d'œstrogènes suffisant pour freiner l'axe hypothalamo-hypophysaire mais insuffisant pour déclencher une rétroaction positive responsable de l’ovulation. En outre, un arrêt mensuel de la prise pendant quelques jours devait permettre de provoquer les règles, d’où la mise au point d’une pilule contraceptive assurant la maîtrise de la procréation. 3- Le document 2 confirme bien cette idée. Effectivement, la pilule contraceptive agit comme il était prévisible. À la suite de son administration pendant 3 semaines, on constate que les taux de FSH et de LH sont maintenus à un très bas niveau. De cette façon, il n'y a pas de pic ovulatoire de LH de telle manière que le cycle devient anovulatoire (sans ovulation). CORRECTION DE L’EXERCICE 12 Le document 1 (document de référence) : Il présente les variations de quelques paramètres d’un cycle sexuel sans pilules (cycle normal) chez la femme (A). - Il montre que le cycle normal est caractérisé par un profil de sécrétion des hormones ovariennes présentant un pic d’œstrogènes dépassant 150 pg/mL juste avant le milieu du cycle et une importante sécrétion de progestérone pendant la deuxième moitié du cycle qui dépasse 30 ng/mL vers le 21 ème jour du cycle. Ceci montre qu’il y a eu ovulation puisqu’une importante sécrétion de progestérone ne peut résulter que de la formation d’un corps jaune. - Le document montre aussi que les données relatives à la glaire cervicale sont caractéristiques d’un cycle normal. La glaire dont le volume varie de 0,2 à 0,4 mL est dense pendant les phases pré et post ovulatoire et devient lâche au moment de l’ovulation. En conséquence, la vitesse de progression des spermatozoïdes dans la glaire cervicale qui est nulle lorsque la glaire est dense atteint 40 mm/15 min au moment de l’ovulation rendant ainsi possible la rencontre des gamètes. Le document 2 : Il présente les variations des mêmes paramètres du cycle sexuel avec pilules de la femme (B). - Pendant tout le cycle, on constate une faible sécrétion d’œstrogènes, autour de 50 pg/mL, et l’absence du pic préovulatoire et pendant la seconde moitié du cycle, une faible sécrétion de progestérone atteignant au maximum 8 ng/mL. Page 6 sur 7

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Thème 1 : Reproduction humaine et santé

Chapitre 3 : La procréation

-

Ces sécrétions hormonales très inférieures aux sécrétions mesurées lors d’un cycle normal montrent que l’ovulation n’a pas eu lieu. En effet, l’absence de pic d’œstrogènes va entraîner l’absence de la décharge ovulatoire de LH qui déclenche normalement l’ovulation ce que confirme la faible sécrétion de progestérone qui traduit l’absence de formation d’un corps jaune fonctionnel. Ainsi, chez la femme (B), la prise de contraceptif hormonal conduit à un cycle sans ovulation ce qui assure la contraception. Le document montre aussi que la prise de pilules combinées a aussi un effet sur la glaire cervicale qui reste dense pendant tout le cycle et rend ainsi impossible la progression des spermatozoïdes dans les voies génitales. Ainsi, chez la femme (B), les effets des œstro-progestatifs de synthèse s’exercent à plusieurs niveaux. Ils rendent impossible, non seulement la pénétration des spermatozoïdes dans les voies génitales mais aussi, la nidation et l’ovulation.

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Le 21 avril 2013

2012 – 2013

Devoir de Contrôle N° 3 (CORRECTION)

S.V.T.

Durée : 2 heures

ème

4

Coefficient : 4

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mr Ahmed Baccar

PREMIÈRE PARTIE (12 POINTS) EXERCICE 1 : QCM

4 POINTS Items Réponse(s) correcte(s)

1

2

3

4

5

6

7

8

bc

a

d

ac

ad

b

bd

c

EXERCICE 2 : RÉGULATION DE LA PRESSION ARTÉRIELLE

4 POINTS

1- Identification des nerfs (N) et des zones (Z) : N1 : Nerf de Héring. N2 : Nerf de Cyon. N3 : Nerf X ou nerf pneumogastrique. N4 : Nerf cardiaque ou sympathique.

Z1 : Centre bulbaire vasomoteur. Z2 : Centre bulbaire cardiomodérateur. Z3 : Noyau moteur du nerf X. Z4 : Centre médullaire cardioaccélérateur.

2- Explication de la régulation de la pression artérielle en cas d’une hypertension : L’augmentation de la Pa générale suite à un une émotion par exemple est détectée par les barorécepteurs situés au niveau du sinus carotidien et de la crosse aortique, ce qui augmente la fréquence des potentiels d’action dans les nerfs de Cyon et de Héring. Ce message sensitif active le centre bulbaire cardiomodérateur qui envoie un message modérateur vers le cœur par l’intermédiaire des nerfs X, qui libèrent au niveau de leurs terminaisons nerveuses un neurotransmetteur cardiomodérateur : l’acétylcholine, entrainant une baisse de la fréquence cardiaque. Le même message sensitif inhibe les neurones du centre bulbaire vasomoteur par l’intermédiaire d’un interneurone inhibiteur ce qui entraîne l’inhibition du centre médullaire cardioaccélérateur d’où inhibition des neurones orthosympathiques, entrainant une vasodilatation. Ces deux effets, corrigent l’hypertension initiale et ramènent la Pa à sa valeur normale. Ce mécanisme régulateur de la Pa est un réflexe cardiomodérateur. EXERCICE 3 : LE FONCTIONNEMENT DU MUSCLE SQUELETTIQUE

4 POINTS

1- Légende du document 1 : 1) Un tubule transverse. 3) Une myofibrille. 2) Le réticulum sarcoplasmique. 4) Un sarcomère.

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2- Explication du mécanisme de la contraction musculaire à l’échelle moléculaire : A) Au repos, les sites de fixation de la tête de myosine sur les filaments d’actine sont masqués par une protéine. B) Les PAm modifient la perméabilité du réticulum sarcoplasmique qui libère des ions Ca 2+ dans le sarcoplasme. Ceux-ci, se fixent au niveau de leur site sur les filaments d’actine pour démasquer les sites de fixation de la tête de myosine. C) La tête de myosine est une enzyme à activité ATPasique, elle hydrolyse l’ATP pour libérer de l’énergie chimique selon la réaction suivante :

Une partie de l’énergie est convertie en énergie mécanique de contraction permettant le pivotement des têtes de myosine, leur fixation sur les filaments d’actine et le déplacement des filaments d’actine vers le centre du sarcomère, ce qui entraîne le glissement des filaments d’actine entre les filaments de myosine et le raccourcissement du sarcomère d’où la contraction musculaire, l’autre partie de l’énergie est dissipée sous forme de chaleur initiale de contraction (CI c). D) La fixation d’une nouvelle molécule d’ATP provoque la séparation de la myosine de l’actine et le redressement de la tête. DEUXIÈME PARTIE : NEUROPHYSIOLOGIE (8 POINTS) Partie A 1- Analyse et explication des enregistrements obtenus : Tracés 1 : Les deux stimulations électriques successives et efficaces de la terminaison nerveuse du neurone A, sont suffisamment espacées dans le temps de sorte que leur effet ne peut pas s’additionner. Elles entraînent chacune au niveau du cône axonique du motoneurone D, un PPSE (tracé 1 sur O1) qui ne suffit pas pour déclencher un PA (tracé 1 sur O2). On déduit que le neurone A est excitateur du motoneurone D. Tracés 2 : Les deux stimulations électriques successives et efficaces de la terminaison nerveuse du neurone A, sont très rapprochées dans le temps de sorte que leur effet s’additionne. En effet, les molécules de neurotransmetteur libérées au cours de la première stimulation sont encore présentes quand la libération correspondante à la deuxième stimulation survient. L'amplitude du PPS résultant est égale à la somme algébrique des PPS successifs provenant de la même synapse, elle atteint le seuil de -50 mV au niveau du cône axonique du motoneurone D, créant un PA (tracé 2 sur O1) qui se propage le long de l’axone du motoneurone D (tracé 2 sur O2) : c’est une sommation temporelle des PPS. Tracés 3 : La première stimulation électrique isolé et efficace de la terminaison nerveuse du neurone B est suffisamment espacées dans le temps de sorte que son effet ne peut pas s’additionner aux deuxièmes stimulations, en plus, elle a entraîné au niveau du cône axonique du motoneurone D, un PPSE qui ne suffit pas pour déclencher un PA. On déduit que le neurone B est aussi excitateur du motoneurone D. Les deuxièmes stimulations électriques simultanés et efficaces de la terminaison nerveuse des neurones A et B ont créés un PPS résultant égal à la somme algébrique des PPS simultanés provenant des deux synapses (PPSE + PPSE), ce qui entraîne sur la membrane postsynaptique une libération de molécules de neurotransmetteur suffisante pour que le PPS résultant atteint le seuil de -50 mV au niveau du cône axonique du motoneurone D, créant un PA (tracé 3 sur O1) qui se propage le long de l’axone du motoneurone D (tracé 3 sur O2) : c’est une sommation spatiale des PPS. Page 2 sur 3

Tracés 4 : La première stimulation électrique isolé et efficace de la terminaison nerveuse du neurone C a entraîné au niveau du cône axonique du motoneurone D, un PPSI. On déduit que le neurone C est inhibiteur du motoneurone D. Les deuxièmes stimulations électriques simultanées et efficaces de la terminaison nerveuse des neurones A, B et C, ont créés un PPS résultant égal à la somme algébrique des PPS simultanés provenant des trois synapses (2 x PPSE + PPSI). L'amplitude du PPS résultant n’a pas atteint l’amplitude seuil de -50 mV au niveau du cône axonique du motoneurone D, ce qui engendre un PPS résultant (tracé 4 sur O1) qui ne suffit pas pour déclencher un PA (tracé 4 sur O2). 2- De cette interprétation, on peut déduire que lorsqu’un neurone reçoit plusieurs messages à la fois (des PPSE et des PPSI), il intègre tous ces messages, les traite et les additionne algébriquement. La propriété du fonctionnement du motoneurone D (postsynaptique) est donc son capacité d’intégrer à tout instant les informations qui lui parviennent des neurones présynaptiques par sommation temporelle et spatiale. Partie B 3- Analyse de l’enregistrement 𝐼 et problèmes scientifiques : Enregistrement 𝑰 : La synapse étant plongée dans le liquide physiologique riche en calcium. Suite à la stimulation efficace du motoneurone D, les deux oscilloscopes O3 et O4 enregistrent le même PA mais avec un décalage de temps qui représente le délai synaptique. Ainsi l’influx nerveux se transmet de la fibre nerveuse à la fibre musculaire à travers la jonction neuromusculaire ou plaque motrice, cet influx nerveux est responsable de la contraction musculaire.  Problème scientifique 1 : Par quel mécanisme se fait la transmission de l’influx nerveux à travers la synapse ?  Problème scientifique 2 : Comment se fait la contraction de la fibre musculaire ? 4- Analyse de l’enregistrement 𝐼𝐼 et 𝐼𝐼𝐼 et hypothèses : Enregistrement 𝑰𝑰 : La synapse est plongée dans le liquide physiologique dépourvue de calcium. Suite à la stimulation efficace du motoneurone D, seul l’oscilloscope O3 permet d’enregistrer un PA. Ainsi, il n’y a pas eu transmission d’influx nerveux à travers la synapse, ce qui explique la non contraction de la fibre musculaire.  Hypothèse 1 : Les ions Ca++ sont indispensables pour la transmission de l’influx nerveux à travers la synapse. Enregistrement 𝑰𝑰𝑰 : La synapse étant toujours maintenue dans le liquide physiologique sans calcium. L’injection d’ions Ca++ directement dans le bouton synaptique et la fibre musculaire, permet d’enregistrer un PA uniquement sur l’oscilloscope O4, ce qui explique la contraction de la fibre musculaire en l'absence de toute stimulation.  Hypothèse 2 : Les ions Ca++ sont aussi directement indispensables pour la contraction de la fibre musculaire.

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LYCEE SECONDAIRE BORJ LOUZIR LA SOUKRA – ARIANA

4éme Année Sciences Expérimentales

2010 – 2011 Prof. Ahmed Baccar

Correction du Devoir de Contrôle N°1 PREMIERE PARTIE (12 points) Exercice 1 : Q.C.M. Item Réponse(s) correcte(s) Exercice 2

(4 points) 1

2

3

4

5

6

7

8

d

a et c

a

c et d

c

b et c

a et b

b (4 points)

1-

2- L’hypothalamus sécrète la GnRH qui se fixe sur les récepteurs des cellules de l’antéhypophyse pour la synthèse et la sécrétion des deux hormones gonadotropes LH et FSH. - La LH agit sur les cellules de Leydig pour stimuler la synthèse et la sécrétion de la testostérone. - En se liant aux récepteurs des cellules de Sertoli, la FSH stimule la synthèse de l’ABP ; protéine indispensable à la réception de la testostérone par les cellules germinales pour activer la spermatogenèse (voir schéma de synthèse). Exercice 3

(4 points)

1- Titre et légende des structures A et B : Structure A : un follicule tertiaire ou cavitaire Structure B : un ovocyte I 1- ovocyte I 1- noyau ou matériel génétique 2- cavité folliculaire 2- membrane plasmique 3- thèque externe 3- cellules folliculaires / corona radiata 4- thèque interne 4- zone pellucide 5- granulosa 5- cytoplasme Page 1 sur 3

2- L’événement important réalisé par les 2 structures A et B associées est l’ovulation. Celle-ci est déclenchée par un pic de LH. Ainsi, dans le cas d’un cycle normal de 28 jours par exemple, c’est la production accrue d’œstrogènes pendant la phase préovulatoire par le follicule mûr qui déclenche la sécrétion d’une décharge préovulatoire sous forme d’un pic LH par rétrocontrôle positif qui se produit sur le CHH, un jour avant l'ovulation (13ème jour du cycle).  Juste avant l’ovulation : - Le follicule tertiaire, se transforme en follicule mûr. - L’ovocyte I subit la 1ère division de la méiose (DR) pour donner un ovocyte II et un 1 er globule polaire (GP1).  Juste après l’ovulation : - Le follicule mûr rompu se transforme en corps jaune. - L’ovocyte II évolue selon deux cas possibles :  S’il y a fécondation, l’ovocyte II achèvera sa 2ème division de la méiose (DE) pour donner un ovule et un 2ème globule polaire (GP2)  En absence de fécondation, l'ovocyte II sera évacué avec le sang pendant les règles. DEUXIEME PARTIE (8 points) Exercice 1

(4 points)

1- Analyse séparé de chacun des quatre graphes : - Graphe 1 (témoin) : Les sécrétions de LH et de testostérone sont pulsatiles. Cependant, les pics de sécrétion de testostérone sont légèrement décalés dans le temps par rapport aux pics de LH, ce qui montre qu’il y a une relation de causalité entre les deux sécrétions. En effet les pulses de LH entraînent les pulses de testostérone. - Graphe 2 : L’absence de testostérone dans le sang d’un bélier castré depuis 6 semaines augmente la fréquence des pulses de LH et de son taux plasmatique. - Graphe 3 : La libération par l’implant sous-cutané d’une dose régulière de testostérone (2 ng.mL-1) chez un bélier castré depuis 6 semaines, rétablit la fréquence des pulses de LH et de son taux plasmatique à leur valeur initiale. - Graphe 4 : La libération par l’implant sous-cutané d’une dose régulière de testostérone chez un bélier non castré, s’ajoute aux sécrétions naturelles de testostérone (8 ng.mL-1) et annule la fréquence des pulses de LH et de son taux plasmatique. 2- La LH sécrétée par les cellules hypophysaires, contrôle l’activité testiculaire d’une façon pulsatile en agissant sur les récepteurs spécifiques des cellules de Leydig du tissu interstitiel pour stimuler la synthèse et la sécrétion de la testostérone d’une façon pulsatile aussi. D’autre part, l’augmentation du taux plasmatique de la testostérone inhibe l’activité de l’hypophyse par RC(doc. ci-contre).

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Exercice 2

(4 points)

1- Mise en relation de la variation du taux plasmatique des hormones ovariennes avec les différentes phases du cycle ovarien : - De J0 à J14 : Le taux plasmatique de l’œstradiol augmente progressivement et atteint son maximum (pic) deux à trois jours avant l’ovulation. Cette période est synchrone avec le développement du follicule cavitaire en follicule de De Graaf. L’œstradiol est donc synthétisé et sécrété par la thèque interne et la granulosa des follicules cavitaires et mûr. C’est la phase folliculaire du cycle ovarien. - De J14 à J28 : Le taux plasmatique de progestérone augmente brusquement, accompagné d’une légère augmentation du taux d’œstradiol. Cette période est synchrone avec le développement du corps jaune qui se forme à partir du follicule mûr rompu. Ce follicule conservera sa thèque interne qui continuera à synthétiser et sécréter l’œstradiol, tandis que la granulosa se transformera en cellules lutéales qui synthétiseront et sécréteront la progestérone. C’est la phase lutéale du cycle ovarien. 2- Mise en relation de la variation du taux plasmatique des hormones ovariennes avec l’évolution de l’épaisseur de l’endomètre : - De J0 à J5 : Le taux plasmatique des hormones ovariennes est sensiblement nul, suite à la régression du corps jaune, ceci provoque la destruction de la dentelle utérine entraînant des saignements d’où la diminution brusque de l’épaisseur de la muqueuse utérine. C’est la menstruation. - De J5 à J14 : Le taux plasmatique de l’œstradiol augmente régulièrement et stimule l’augmentation progressive de l’épaisseur de la muqueuse utérine avec prolifération des vaisseaux sanguins et développement des glandes en tube. C’est la phase postmenstruelle du cycle utérin. - De J14 à J28 : Le taux plasmatique des hormones ovariennes augmente considérablement plus précisément la progestérone et stimule d’avantage le développement de l’épaisseur de la muqueuse utérine. Les glandes en tube deviennent plus longues, plus sinueuses et se remplissent de sécrétions donnant à la muqueuse un aspect de dentelle et les artérioles se spiralisent. C’est la phase prémenstruelle du cycle utérin.

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Le vendredi 8 novembre 2013

Devoir de Contrôle N° 1

S.V.T.

Durée : 2 heures

Coefficient : 4

2013 – 2014

ème

4

SCIENCES EXPÉRIMENTALES Mr Ahmed Baccar

PREMIÈRE PARTIE (12 POINTS) EXERCICE 1 : QCM

4 POINTS

Pour chacun des items suivants (de 1 à 8), il peut y avoir une ou deux réponses correctes. Reportez sur votre double feuille, le numéro de chaque item et indiquez dans chaque cas la (ou les) lettre(s) correspondant à la (ou aux) réponse(s) exacte(s). Toute réponse fausse annule la note attribuée à l’item. 1- La GnRH : 5- Chez une femme ménopausée : a- Est une hormone produite par certains neurones a- Le taux d’hormones ovariennes est élevé de l'hypothalamus. dans le sang. b- Stimule directement la sécrétion des hormones b- Le taux de gonadostimulines est élevé dans ovariennes. le sang. c- Est déversée dans le sang sous forme de pulses. c- L’hypophyse est hypertrophiée. d- Sa sécrétion est inhibée par l’inhibine. d- L'endomètre utérin est développé. 2- Au moment de l'ovulation, la cellule expulsée : a- Est un ovocyte I. b- Est un ovocyte II. c- Est un ovule. d- Est une ovogonie.

6- La glaire cervicale est filante à mailles lâches : a- Pendant la phase folliculaire. b- Pendant la phase lutéale. c- Pendant la phase menstruelle. d- Pendant la phase ovulatoire.

3- Chez la femme, l'ovocyte termine sa maturation : a- Dans l'ovaire. b- Dans l’oviducte. c- Au moment de l’ovulation. d- Au moment de la fécondation.

7- Le deuxième globule polaire est : a- Haploïde à chromosomes simples. b- Haploïde à chromosomes dédoublés. c- Diploïde à chromosomes simples. d- Diploïde à chromosomes dédoublés.

4- La castration d’un mâle entraîne : 8- Laquelle ou lesquelles des affirmations a- Une augmentation du taux des gonadostimulines suivantes est/sont exacte(s) : dans le sang. a- Tous les ovocytes II vont devenir des ovules. b- Une diminution du taux des gonadostimulines b- L'ovogenèse complète donne quatre dans le sang. gamètes. c- Une augmentation du taux d’inhibine dans le c- L'ovogenèse complète donne quatre cellules sang. haploïdes. d- Une diminution du taux d’inhibine dans le sang. d- L’ovule est un gamète femelle fécondé.

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EXERCICE 2 : LA SPERMATOGENÈSE

3 POINTS

Le document ci-dessous, montre les différentes phases de la spermatogenèse présentées séparément et en désordre.

1- Reportez sur votre copie les lettres A, B, C et D et identifiez devant chaque lettre la phase correspondante. Classez ensuite ces phases selon l’ordre chronologique normal. (1,25 pts) 2- Reportez sur votre copie les numéros de 1 à 5 et nommez devant chaque numéro le type de cellule correspondant. (1,25 pts) 3- Schématisez la garniture chromosomique de la cellule numérotée 5 en prophase de sa division (pour simplifier le schéma en prend 2n = 4 chromosomes). (0,5 pt) EXERCICE 3 : LA RÉGULATION DU FONCTIONNEMENT DE L’APPAREIL GÉNITAL MASCULIN

5 POINTS

Les gonadostimulines sont des hormones synthétisées et secrétées par l’hypophyse antérieur des mammifères et qui ont un rôle dans la fonction reproductrice. 1- Précisez le rôle direct des gonadostimulines sur les organes ou les cellules-cibles de l’homme. (1,5 pts) 2- En déduire les conséquences qui en découlent sur la régulation du fonctionnement de l’appareil génital masculin. (3,5 pts)

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DEUXIÈME PARTIE : LA RÉGULATION DU CYCLE SEXUEL CHEZ LA FEMME

(8 POINTS)

On suit simultanément l’évolution du taux plasmatique des hormones hypophysaires (doc. A) et ovariennes (doc. B) ainsi que l’évolution de la muqueuse utérine (doc. C) au cours d’un cycle sexuel de 28 jours chez une femme normale. Le résultat de ce suivi est représenté ci-dessous :

1- Précisez l’origine cellulaire des hormones ovariennes et les moments de leur sécrétion. (1 pt) 2- En faisant une analyse simultanée des documents A et B, expliquez les interactions hormonales entre hypophyse et ovaires au cours d’un cycle ovarien. (4 pts) 3- En intégrant le document C, expliquez le rôle des hormones ovariennes sur la muqueuse utérine au cours d’un cycle utérin. (3 pts) Bon travail

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