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)

SUJETS


PARTIE I : (7 points)

L’hominisation

L'ensemble des données fournies actuellement par la communauté scientifique permet d'esquisser un modèle des grandes étapes de l'évolution biologique et culturelle de la lignée humaine.

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.

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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.


PARTIE II : (8 points)

Fonctionnement d’un système de régulation

Les connaissances acquises dans le domaine du mode d'action des hormones sexuelles et de la régulation de leurs taux ont rendu possible la mise au point de méthodes permettant d'assurer la maîtrise de la reproduction.

Les documents proposés permettent d'aborder les mécanismes d'action de deux substances chimiques de synthèse, dans le cadre d'une maîtrise négative de cette fonction (contraception au sens large).

Une pilule contraceptive "combinée normo-dosée" contient un oestrogène de synthèse, l'éthinyloestradiol, et un progestatif dérivé de la progestérone naturelle. Le document 1 présente les effets de la prise de cette pilule sur la sécrétion des hormones ovariennes et hypoyhalamo-hypophysaires.

L'interruption d'un début de grossesse (moins de trois semaines de retard des règles) peut être obtenue par un traitement chimique qui déclenche les règles. Le document 2 permet d'étudier l'action de ce contragestif oral, le RU 486, sur l'utérus.

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

Document 1. Effets de la prise d'une pilule contraceptive "combinée normo-dosée" sur les taux plasmatiques des hormones sexuelles.


Document 2. L'action du RU 486.

On mesure la radioactivité des deux principales catégories de cellules utérines après injection chez les rates de différentes molécules marquées au tritium. L'utérus est prélevé 15 minutes après l'injection. Des coupes fines sont réalisées et fixées, les molécules radioactives non utilisées éliminées par rinçage. Ces coupes sont alors recouvertes d'une émulsion photographique et maintenues à l'obscurité le temps nécessaire à l'impression du film. La photo ci-dessous présente ce film développé (autoradiographie) pour des cellules du muscle utérin. Les points noirs (formation de grains d'argent opaques) correspondant aux zones impressionnées peuvent être situés par rapport aux structures cellulaires. Le tableau de résultats correspond à la moyenne des comptages réalisés sur les différentes coupes.

NB : Dans cette coupe, le contour approximatif des noyaux cellulaires est repéré par un pointillé.

 
.
Nombre moyen de grains d'argent par noyau cellulaire 
(comptages effectués sur 300 cellules)
 
Injections pratiquées dans les cellules de la muqueuse utérine dans les cellules du muscle utérin
[3H] RU 486 
[3H] progestérone 
RU 486 non marqué 
puis [3H] progestérone
7.90
8.55
2.41
8.98
10.78
3.10
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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).



PARTIE III : Enseignement obligatoire (5 points)

Aspects du fonctionnement des centres nerveux

Les sensations gustatives sont habituellement regroupées en quatre types : salé, sucré, amer et acide.

On recherche comment ces informations sont codées par les récepteurs gustatifs. Pour réaliser les tests, on utilise des produits qualifiés de sapides, c'est à dire susceptibles de déclencher une sensation gustative : NaCl (chlorure de sodium) est salé, HCl (acide chlorhydrique) acide, le saccharose sucré et la quinine amère.

Les papilles situées à la surface de la langue présentent des corpuscules : les bourgeons du goût. Chaque bourgeon est un assemblage de cellules en relation avec des fibres nerveuses (document 4) qui appartiennent à un nerf afférent : la corde du tympan.

A l'aide d'une microélectrode, il est possible d'enregistrer l'activité de ces fibres nerveuses lors des expériences présentées dans les documents 3 et 5.

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.

Document 3. Activité d'une fibre nerveuse de bourgeon du goût.

Expérience : à l'aide d'une micropipette, on applique des solutions de chlorure de sodium de concentrations croissantes sur un bourgeon du goût. Les graphes A et B représentent les différents messages nerveux enregistrés grâce à une microélectrode implantée au niveau d'une fibre nerveuse issue du bourgeon.
Les enregistrements A sont obtenus avec un balayage lent de l'oscillographe.
L'enregistrement B est réalisé avec un balayage plus rapide, il correspond à un signal élémentaire des enregistrements A.

A. Enregistrements pour des solutions de concentrations croissantes.

B. Enregistrement d'un signal élémentaire

Document 4. Schématisation d'un bourgeon du goût.

Document 5. Réponses d'un bourgeon du goût à différentes solutions sapides.

Expérience : on mesure sur une fibre nerveuses le nombre des potentiels d'action pendant la première seconde qui suit le dépôt, au niveau d'un bourgeon du goût, de quatre solutions sapides de concentrations équivalentes appliquées séparément. Les résultats obtenus avec trois fibres différentes sont présentés dans les graphes suivants.

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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.


PARTIE III : Enseignement de spécialité (5 points)

Aspects biochimiques du fonctionnement nerveux

De nombreux médicaments anxiolytiques sont utilisés à l'heure actuelle, en particulier des molécules de la famille des benzodiazépines. Administrées chez les rats, elles provoquent la relaxation musculaire et une modification du comportement (diminution de l'anxiété).

Pour mieux appréhender l'action de ces molécules sur les centres nerveux, on se propose d'étudier leur influence sur l'activité musculaire.

- Observation : Quand on administre à des rats de la picrotoxine, substance qui bloque l'activité d'un neurotransmetteur, le GABA, on constate l'apparition de contractions involontaires des muscles accompagnées de signes d'anxiété.

- Le document 3 concerne le fonctionnement d'une synapse utilisant le GABA comme neurotransmetteur. La micropipette permet l'apport de substances (GABA, benzodiazépine) au niveau de la fente synaptique. La microélectrode implantée dans le corps cellulaire du neurone postsynaptique permet de mesurer l'activité électrique de celui-ci. Les graphes présentent les résultats obtenus à l'oscillographe.

- Le document 4 présente l'organisation d'un récepteur membranaire de neurone moteur de la moelle épinière.

- Le graphe du document 5 présente les résultats obtenus quant à la fixation du GABA sur ses récepteurs postsynaptiques lors de la microinjection de benzodiazépines dans l'espace synaptique.

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

Document 3. Action des benzodiazépines sur une synapse de la moelle épinière

A. Montage utilisé

B. Résultats obtenus

Document 4. Schéma d'un récepteur membranaire postsynaptique.

Document 5. Benzodiazépine et fixation du GABA.


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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.