Asie du sud-est, groupe III. Série S - Juin 1997

Durée de l’épreuve : 3 h 30

Coefficient : 6 (enseignement obligatoire) ou 8 (enseignement de spécialité en SVT)



CORRIGES

PARTIE I : (7 points)

L’hominisation

...

Après avoir brièvement rappelé les critères d’appartenance à cette lignée, présentez sous forme d’un tableau les principales étapes de l’hominisation et dégagez quelques-unes des caractéristiques de ce phénomène.
 
 

VOIR LE SUJET COMPLET


Avant de commencer

Le plan étant indiqué, attachez-vous à bien distinguer les données à exposer : critères d’appartenance à la lignée humaine et principales étapes de l’hominisation. Dans la troisième partie montrez les tendances importantes de l’évolution humaine.



CORRIGE

Introduction

La lignée humaine est considérée comme une branche de l’arbre phylogénétique des primates ayant évolué à partir d’un ancêtre commun à cette lignée et aux singes anthropoïdes. Cette évolution a conduit à l’acquisition de caractéristiques spécifiques appelée hominisation. Un fossile est considéré comme appartenant à la lignée humaine s’il possède certaines caractéristiques que nous présenterons tout d’abord. L’hominisation est un phénomène progressif dont les principales étapes seront présentées en second lieu sous la forme d’un tableau. Enfin, dans une dernière partie, nous dégagerons les principales caractéristiques de ce phénomène.

I- Critères d’appartenance à la lignée humaine

Parmi les primates, la lignée humaine se distingue par un ensemble de caractères anatomiques révélés par l’analyse des squelettes. Il s’agit principalement de l’acquisition de la bipédie et de l’augmentation du volume cérébral. En outre, l’acquisition de ces caractéristiques anatomiques semble avoir conditionné l’évolution du psychisme.

La bipédie se traduit dans le squelette notamment par une colonne vertébrale à 4 courbures, par un bassin comportant un os iliaque court et large en relation avec l’insertion des muscles assurant la station debout, par une articulation du fémur sur le bassin rendant possible la marche bipède et par la position du trou occipital en rapport avec la position verticale de la tête. Cette position a rendu possible une augmentation du volume cérébral au détriment de la face conduisant à une réduction de la prognathie et a sans doute permis le développement du psychisme et donc l’acquisition de la culture. Une des caractéristiques essentielles des Hominidés est en effet leur capacité à fabriquer des outils et à transmettre leur savoir-faire au cours des générations permettant ainsi le perfectionnement des techniques.

II- Les étapes de l’hominisation
 
 
 

 
Fossiles Etapes Age (millions d’années)
Australopithèques Bipédie
5 à 1
Homo abilis Outillage lithique
3 à 1.5 
Homo erectus Maîtrise du feu
1.5 à 0.2
Homo sapiens neanderthalensis Rites funéraires
 0.2 à 0.03
Homo sapiens sapiens Arts
0.1 à aujourd’hui


III- Caractéristiques principales de l’hominisation

Le principal critère d’appartenance à la lignée humaine est la bipédie. Par l’ensemble des modifications du squelette qui lui sont liées, elle semble avoir été à l’origine des autres caractéristiques de l’hominisation. En effet, la main libérée de sa fonction locomotrice par la station debout et la marche bipède a pu être utilisée plus efficacement pour d’autres fonctions. Parallèlement, le développement cérébral rendu possible par la position verticale de la tête a conduit au développement du psychisme et à l’acquisition d’une culture technique dont la fabrication d’outils est l’expression. Ceci suppose des capacités de communication dont le langage articulé témoigne. Ces capacités ont également permis les progrès de la socialisation car, outre la fabrication d’outils puis la maîtrise du feu, on voit apparaître progressivement au cours de l’hominisation des rites funéraires puis des activités artistiques.

Conclusion

L’évolution de la lignée humaine est donc caractérisée d’abord par l’acquisition de la bipédie permanente puis par le développement cérébral et psychique marqué notamment par l’acquisition du langage articulé et par le développement d’une culture d’abord technique puis magico-religieuse et artistique montrant la prise de conscience chez l’homme de sa singularité.


PARTIE II : (8 points)

Fonctionnement d’un système de régulation





...

Reliez les informations tirées de ces deux documents à vos connaissances afin d’expliquer les résultats observés.
 
 

  VOIR LE SUJET COMPLET



Avant de commencer

L’analyse des documents reliée à vos connaissances permet de distinguer le mode d’action de la pilule qui conduit à un cycle anovulatoire et est donc un contraceptif (agissant avant la conception) de celui du RU 486 qui s’oppose à la nidation de l’embryon et est donc un contragestif (agissant après la conception).



CORRIGE

Introduction

La maîtrise de la reproduction a été rendue possible par la connaissance des mécanismes d’action et de régulation des hormones sexuelles. Ces connaissances ont permis la mise au point de méthodes de contraception chimique que l’analyse des documents va nous permettre de préciser.

Document 1

Le document montre que la prise d’une pilule contraceptive modifie le profil de sécrétion des hormones ovariennes et des gonadostimulines hypophysaires. A la suite de l’administration de la pilule, on constate que le taux plasmatique d’oestradiol reste sensiblement constant autour de 50 pg.mL-1 et que le taux de progestérone devient presque nul. Parallèlement, les taux de FSH et LH restent pratiquement constants autour d’une dizaine de milliunités par millilitre. L’effet de la pilule est lié au mode de régulation de la sécrétion des gonadostimulines hypophysaires. Au cours d’un cycle normal, l’ovulation est déclenchée par le pic de sécrétion des gonadostimulines qui se produit en milieu de cycle (13/09 sur le document 1). Ce pic de sécrétion est dû à un rétrocontrôle des oestrogènes sur l’axe hypothalamo-hypophysaire. Pour des concentrations en oestrogènes moyennes (50 pg.mL-1), la sécrétion de FSH et LH est inhibée en raison d’une rétroaction négative alors que pour un taux plasmatique supérieur à 100 pg.mL-1, la rétroaction s’inverse et devient positive conduisant au pic de sécrétion à l’origine de l’ovulation. Lors du traitement contraceptif, le taux plasmatique atteint par l’oestradiol ne permet qu’une rétroaction négative. Il en résulte l’absence de pic préovulatoire des gonadostimulines et donc l’absence d’ovulation. La contraception est donc obtenue ici par l’établissement d’un cycle anovulatoire. L’interruption du traitement en fin de cycle permet l’apparition des règles car le taux de progestérone chute lorsque la pilule cesse d’être prise.

La deuxième substance étudiée interfère quant à elle avec l’action de cette dernière hormone.

Document 2

On constate que le RU 486 est capable de se fixer dans le noyau des deux principales catégories de cellules utérines, celles du myomètre et celles de l’endomètre avec une efficacité comparable à celle de la progestérone. Le comptage de la radioactivité montre en outre qu’après administration du RU 486, la progestérone se fixe très mal sur ses cellules cibles de l’utérus. On en déduit que le produit empêche la progestérone d’agir sur ses cellules cibles car il se lie à sa place aux noyaux des cellules cibles. Or, l’établissement d’une grossesse dépend d’une implantation correcte de l’embryon dans la muqueuse utérine. Celle-ci n’est possible que si la dentelle utérine et le myomètre subissent l’action de la progestérone (stimulation sécrétoire de l’endomètre et mise au repos du myomètre). Aussi, lorsque la progestérone est empêchée d’agir par la compétition du RU 486 pour les cellules cibles, l’endomètre n’est plus stimulé et les règles apparaissent tandis que les contractions du myomètre permettent l’expulsion de l’embryon. Le RU 486 est donc un contragestif.

Conclusion

Les deux types de substances agissent donc différemment : la pilule combinée normodosée, en assurant un cycle anovulatoire, est un contraceptif au sens strict puisqu’elle agit avant la conception ; le RU 486, en déclenchant les règles alors que la grossesse a commencé est un contragestif.


PARTIE III : Enseignement obligatoire (5 points)

Aspects du fonctionnement des centres nerveux





...

Après avoir mis en en évidence, par l’étude précise des documents, les mécanismes permettant le codage de la concentration d’une solution en produit sapide par un neurone, vous proposerez une explication du codage de l’information " nature d’une solution sapide " au niveau du bourgeon du goût.
 
 

VOIR LE SUJET COMPLET


Avant de commencer

La première partie correspond aux données classiquement étudiées sur le codage quantitatif, en fréquence, des informations véhiculées par les neurones. La deuxième partie est destinée à vous faire identifier un autre type de codage, qualitatif, lié à la combinaison de fibres nerveuses reliées à des récepteurs plus ou moins spécifiques.


CORRIGE

Introduction

Les récepteurs gustatifs sont capables de détecter à la fois l’intensité d’une stimulation due à une substance sapide, c’est à dire la concentration de cette substance, et la nature de cette substance. Les mécanismes de codage diffèrent pour ces deux types d’information.

Codage de la concentration d’une solution sapide

Le document 3 montre que le dépôt d’une substance sapide donne naissance à des potentiels d’action dans les fibres nerveuses de la corde du tympan. Les cellules réceptrices connectées à ces fibres par une synapse déclenchent donc leur activité lorsqu’elles sont stimulées. La corde du tympan étant un nerf afférent, ces messages sont transportés vers le système nerveux central où ils sont décodés. De plus, la fréquence des potentiels d’action véhiculés par les fibres est proportionnelle à la concentration en substance sapide. Ainsi, pour le chlorure de sodium, lorsque la concentration de la solution déposée sur le bourgeon du goût est augmentée progressivement de 0.01 mole.L-1 à 0.03 mole.L-1, 0.1 mole.L-1, 0.3 mole.L-1), la fréquence des potentiels d’action augmente parallèlement (elle est multipliée par 4, 8 et 17 respectivement). Ainsi, l’information " concentration de la solution sapide " est codée en fréquence : plus la concentration est forte et plus la fréquence des potentiels d’action véhiculés vers le système nerveux central est importante.

Codage de la nature de la substance sapide

Le document 5 montre que chaque fibre étudiée répond différemment au dépôt d’une solution sapide. Ainsi, la fibre 1 ne répond pas du tout à l’acide, répond fortement au sel et faiblement au sucre et à la quinine. La fibre 2 diffère de la 1 surtout par sa réponse à l’acide et par une activité légèrement plus forte en présence de quinine. Enfin, la fibre 3 répond fortement lors d’un dépôt d’acide, de sel et de quinine mais très peu lors d’un dépôt de sucre. Les trois fibres étudiées ne sont donc pas spécifiques d’une substance sapide et ne permettent pas à elles seules de coder la nature d’une substance sapide. Le tableau ci-dessous rend compte des propriétés de ces fibres :
 
 
 

                                             Fibres :
1
2
3
Substances :     
 
HCl
-
+
++
NaCl
++
++
++
Quinine
+/-
+
++
Saccharose
+/-
+/-
+

 

Lorsqu’une substance sapide est en contact avec les bourgeons du goût, elle donne donc naissance à des messages nerveux dans les différents types de fibres. Par exemple, si une solution acide est déposée, le résultat sera une absence d’activité des fibres 1, une activité moyenne des fibres 2 et une forte activité des fibres 3. Au contraire, une solution salée déclenchera une activité importante dans les trois types de fibres. On peut donc supposer que l’identification de la nature des substances par l’encéphale dépend de la combinaison des messages transportés par les différentes fibres puisqu’aucune fibre n’est spécifique d’une seule substance. C’est la comparaison de l’activité des fibres qui permettrait alors d’identifier la substance présente dans la bouche.


PARTIE III : Enseignement de spécialité (5 points)

Aspects biochimiques du fonctionnement nerveux





...

Exploitez les documents fournis pour proposer une explication du mode d’action synaptique des benzodiazépines et préciser leur action relaxante sur les muscles.
 
 

VOIR LE SUJET COMPLET


Avant de commencer

Le mode d’action des benzodiazépines qui accentuent les effets inhibiteurs du GABA peut être retrouvé aisément en analysant les documents. L’action myorelaxante est liée à l’activité des interneurones médullaires inhibiteurs des motoneurones responsables de la contraction musculaire.
 
 



CORRIGE





Introduction

Les benzodiazépines sont des substances anxiolytiques et myorelaxantes dont l’action s’exerce au niveau de synapses du système nerveux central comme l’analyse des documents va nous permettre de le montrer.

Mode d’action synaptique

Le document 3 B permet de constater que le GABA est un neurotransmetteur inhibiteur. En effet, administré au niveau d’une synapse entre un interneurone et un motoneurone médullaires, il provoque une hyperpolarisation de - 3 mV de ce dernier. Le GABA s’oppose donc à la mise en activité du motoneurone. L’hyperpolarisation du motoneurone par le GABA doit être reliée à la structure du récepteur membranaire postsynaptique : celui-ci comporte des sites pour le GABA et un canal Cl- . On peut donc supposer que l’activation du récepteur produite par sa liaison avec le GABA provoque un flux entrant d’ions Cl- responsable de l’hyperpolarisation.

En présence d’une benzodiazépine, l’hyperpolarisation exercée par le GABA est encore plus forte : elle atteint - 5 mV. L’inhibition due au GABA est donc plus marquée lorsque des benzodiazépines sont administrées. Le document 4 montre que le récepteur postsynaptique comporte également des sites de fixation pour les benzodiazépines et le document 5 montre que la fixation du GABA sur ses récepteurs postsynaptiques augmente en présence de benzodiazépines. On peut donc supposer qu’en présence de ces molécules, le flux entrant d’ions chlorures est plus important car le GABA se fixe plus efficacement sur les récepteurs conduisant ainsi à une hyperpolarisation plus marquée et donc à une inhibition plus forte du motoneurone.

Action myorelaxante des benzodiazépines

Le document 3 A montre que le motoneurone reçoit des terminaisons synaptiques d’un interneurone. Compte tenu des résultats expérimentaux obtenus lors de l’application de GABA, on peut supposer qu’il s’agit d’un interneurone inhibiteur GABAergique. Dans ces conditions, lorsque l’interneurone est actif, il provoque une inhibition du motoneurone et le muscle correspondant se relaxe donc. Lors de l’administration de benzodiazépines, l’efficacité du GABA sur le motoneurone postsynaptique est accentuée. Le motoneurone est donc inhibé encore plus efficacement conduisant à la relaxation du muscle.