Terminales S2; S3 Vendredi 10 mai 2019

Durée: 1h50 Calculatrice interdite

Sciences de la Vie et de la Terre.Pour les élèves ne suivant que l’enseignement obligatoire en SVT

Exercice 1 - Pratique d'un raisonnement scientifique dans le cadre d'un problème donné (4 points)  MAINTIEN DE L’INTÉGRITÉ DE L’ORGANISME

 Une nouvelle arme pour lutter contre le staphylocoque doréLe staphylocoque doré (Staphylococcus aureus) est une bactérie présente sur la peau et dans les voies nasales des êtres humains.Parfois, des souches virulentes de staphylocoques dorés peuvent causer une infection, le plus souvent locale mais qui peut aussi être généralisée et s’avérer potentiellement mortelle quand les bactéries pénètrent dans la circulation sanguine et se propagent à d’autres organes.Pour lutter contre cette bactérie, on dispose d’antibiotiques, substances chimiques permettant de détruire des bactéries ou d’empêcher leur développement ; mais ils sont parfois inefficaces et les rechutes (reprises de l’infection) sont fréquentes.Des chercheurs ont tenté d’améliorer le traitement par antibiotiques en les combinant à des anticorps.

On cherche à expliquer comment la combinaison antibiotique-anticorps pourrait rendre plus efficace les traitements contre le staphylocoque doré et ainsi éviter les rechutes. À l’aide de l’exploitation des documents proposés, cocher la bonne réponse dans chaque série de propositions du QCM et rendre la fiche-réponse avec la copie. Document 1 : l’infection par le staphylocoque doréSuite à une blessure par exemple, le staphylocoque doré peut pénétrer dans l’organisme.Face à sa multiplication dans le milieu extracellulaire, des défenses immunitaires innées se mettent en place ; ce qui se traduit par la phagocytose des bactéries par les macrophages.Cependant, les macrophages ne parviennent pas à détruire la totalité des staphylocoques phagocytés. En effet, certains staphylocoques peuvent échapper à la destruction et se multiplier à l’intérieur même des macrophages.

Staphylocoques dorés à l’intérieur ducytoplasme d’un macrophage1h après phagocytose

Staphylocoques dorés à l’intérieur ducytoplasme d’un macrophage24h après

phagocytose

Photographie prises au microscope électronique d’un macrophage ayant phagocyté un staphylocoque doré 1 heure et 24 heures après la phagocytoseDocument 2 : action des antibiotiques sur le staphylocoque doré

1

Le graphique ci-dessous montre l’action d’un antibiotique, injecté à t=0, sur le staphylocoque doré présent à l’extérieur des cellules (forme extracellulaire) ou à l’intérieur (forme intracellulaire) dans des cultures cellulaires de macrophages.

 Document 3 : rôle des anticorps dans le traitement antibiotique contre le staphylocoque doré 

Pour améliorer le traitement antibiotique contre les formes intracellulaires du staphylocoque doré, on associe un antibiotique inactif à un anticorps spécifique de la bactérie.Ces conjugués anticorps-antibiotiques inactifs reconnaissent les staphylocoques dorés et s’y accrochent.Ils pénètrent ainsi avec les bactéries à l’intérieur des macrophages où ils subissent l’action de substances chimiques nommées protéases qui libèrent et activent les antibiotiques.

2

 

Document 4 : efficacité de l’action des antibiotiques contre le staphylocoque doré intracellulaire

On mesure la persistance de staphylocoques dorés intracellulaires dans les reins de souris 4 jours après le début de l’infection lors de différents traitements

D’après Aline Aurias, La Recherche, 2016   

Nom :………………………………. Prénom : …………………………..Classe : TS….3

Fiche-réponse à rendre avec la copie de l’exercice 1QCM

Cocher la réponse la plus exacte pour chaque proposition

1. D’après le document 1, les macrophages :

□ sont totalement inefficaces contre les staphylocoques dorés.

□ se multiplient à l’intérieur des staphylocoques dorés.

□ sont des refuges intracellulaires pour les staphylocoques dorés.

□ détruisent tous les staphylocoques dorés.

2. D’après le document 2, les rechutes après un traitement antibiotique sont dues au fait que les antibiotiques utilisés contre le staphylocoque doré :

□ ont la même efficacité contre les formes intracellulaires et extracellulaires de la bactérie.

□ sont plus efficaces contre la forme extracellulaire que contre la forme intracellulaire de la bactérie.

□ sont plus efficaces contre la forme intracellulaire que contre la forme extracellulaire de la bactérie.

□ sont totalement inefficaces contre les formes intracellulaires et extracellulaires de la bactérie.

3. D’après le document 3, les anticorps conjugués aux antibiotiques :

□ empêchent les staphylocoques dorés de pénétrer dans les macrophages.

□ détruisent les macrophages.

□ détruisent les staphylocoques dorés à l’extérieur des macrophages.

□ favorisent la pénétration des antibiotiques dans les macrophages.

4. D’après le document 3, les protéases produites par les macrophages permettent :

□ la prolifération des bactéries intracellulaires.

□ l’activation des antibiotiques.

□ l’activation des anticorps.

□ la destruction des macrophages.

5. D’après le document 4, les antibiotiques conjugués aux anticorps sont :

□ totalement inefficaces contre la forme intracellulaire du staphylocoque doré.

□ moins efficaces contre la forme intracellulaire du staphylocoque doré que les antibiotiques seuls.

□ plus efficaces contre la forme intracellulaire du staphylocoque doré que les antibiotiques seuls.

□ aussi efficaces contre la forme intracellulaire du staphylocoque doré que les antibiotiques seuls.

6. D’après la mise en relation des documents proposés, pour qu’un traitement contre le staphylocoque doré puisse éliminer les formes extracellulaires et intracellulaires, il doit être composé :

□ d’un antibiotique et d’un antibiotique conjugué à un anticorps.

□ d’un antibiotique conjugué à un anticorps.

4

□ d’un antibiotique seul.

□ d’anticorps seuls.

5

Exercice 2 - Résoudre un problème scientifique (Enseignement Obligatoire). 6 points.

MAINTIEN DE L’INTÉGRITÉ DE L’ORGANISME

Mme T présente une grosseur au niveau du cou et souffre de nombreux maux d’origine métabolique : fatigue, cheveux et ongles cassants, peau sèche, frilosité, rythme cardiaque ralenti. Son médecin lui prescrit des examens approfondis. 

À partir de l’exploitation des données et de l’utilisation des connaissances, expliquer les causes de l’affection de Mme T. 

 Document 1 : Analyse sanguine de Mme T

Mme T manifeste un œdème (gonflement) de la glande thyroïde.La thyroïde est une glande hormonale située à la base du cou. Elle sécrète des hormones thyroïdiennes dont les actions sont multiples (croissance, métabolisme, température interne…).

Résultats de dosages hormonaux.Hormonesthyroïdiennes

Individu sain Mme T

Triiodothyronine 0,8 à 2,7.10-9 mol.l-1 0,6.10-9 mol.l-1

Thyroxine 11 à 27.10–12 mol.l-1 8.10-12 mol.l-1

Document 2 : Structure histologique d’une glande thyroïde normale (en A) et de la glande thyroïde de Mme T (en B)L’observation au microscope de la glande thyroïde montre des cellules sécrétrices ou thyrocytes, organisées en vésicules, qui en coupe, apparaissent circulaires.

6

Document 3 : Résultats de cultures cellulaires

On prélève dans la thyroïde de Mme T, diverses cellules avec lesquelles sont réalisées des cultures. On recherche la présence de plasmocytes, cellules sécrétrices d’immunoglobulines. 

Cellules cultivées en

présence dethyrocytes

Plasmocytesprésents

Immunoglobulinesou gamma-globulines

Culture 1 Lymphocytes B aucun Pas degamma-globulines

« anti-thyroglobuline »Culture 2 Lymphocytes B

+Macrophages

aucun Pas degamma-globulines

« anti-thyroglobuline »Culture 3 Lymphocytes B

+Macrophages

+Lymphocytes T CD4

nombreux Gamma-globulines« anti-thyroglobuline »

nombreuses

  

Document 4 : Biosynthèse des hormones thyroïdiennes

 Étape 1 : Le thyrocyte fabrique une protéine, la thyroglobuline (molécule précurseur), qui est expulsée par exocytose vers la lumière de la vésicule où elle s’accumule. Le thyrocyte prélève l’iode (I) apporté par l’alimentation dans le sang et le transfère dans la lumière de la vésicule.

Étape 2 : Il y a ioduration de la thyroglobuline. Le couplage de la thyroglobuline et de l’iode (I) conduit à la thyroxine et la triiodothyronine.

Étape 3 : Il y a endocytose de la thyroxine et triiodothyronine de la part des thyrocytes.

Étape 4 : Les hormones thyroïdiennes sont libérées dans le sang.

7

Corrigé Devoir 10 mai 2019 Non spé SVT Nom Prénom  : ..........................................................Exercice 1 Critères d’évaluation Bar Pts

1C2B3D4B5C6A

0.50.51

0.50.51

TOTAL 4Exercice 2 non spé Eléments d’évaluation

Critères Indicateurs (éléments de correction)

Éléments scientifiques

issus du document

(complets, pertinents,

utilisés à bon escient en

accord avec le sujet…)

Causes de l’affection de Mme T ?Compréhension globale : La thyroïdite résulte d’un dysfonctionnement du système immunitaire (maladie auto-immune). Il y a production d’anticorps dirigés contre les molécules de thyroglobuline, précurseurs des hormones thyroïdiennes. L’insuffisance hormonale entraîne des troubles métaboliques.Doc 1 : Les concentrations sanguines de l’hormone thyroxine et de l’hormone triiodothyronine sont inférieures à la normale. Les hormones thyroïdiennes insuffisamment produites, expliquent les troubles métaboliques de Mme T.Doc1 + 2 : un œdème s’associe à la maladie. C’est une inflammation de la thyroïdeDoc2 : Les vésicules thyroïdiennes sont envahies par divers globules blancs. Les vésicules sécrétrices sont moins sécrétrices d’hormones.Doc3 : Les LB seuls ou associés à des macrophages ne conduisent pas à la différenciation de plasmocytes, ni à la production d’immunoglobulines « anti-thyroglobuline ». La présence de LTCD4 est indispensable : Il y a coopération cellulaire.Doc 4 : La thyroglobuline est un précurseur utilisé par les thyrocytes qui lui associent de l’iode et produisent ainsi les deux hormones thyroïdiennes circulantes.Doc3 et Doc 4 : La neutralisation partielle de la thyroglobuline chez Mme T conduit à son déficit en thyroxine et triiodothyronine.

Éléments scientifiques

issus des connaissance

s acquises

-Les immunoglobulines (IgG) sont des anticorps, produits spécifiques de la thyroglobuline.- Les molécules de thyroglobulines représentent des antigènes du SOI neutralisés et éliminés.- Les plasmocytes sont des cellules issues de la différenciation des LB et sécréteurs d’anticorps.- Exigence d’une coopération cellulaire entre LB et LT CD4.

Qualité de la démarche

-On parle de démarche cohérente si la copie montre une pensée organisée répondant de façon jugée adaptée au problème posé. On reconnaît dans la manière de répondre une prise en compte des particularités de la question. Les arguments s’enchaînent de façon convaincante. L’association entre ce qui est issu des documents et ce qui est issu des connaissances est suffisamment harmonieux-On parle de démarche maladroite si l’on constate, à la lecture de la copie, que le candidat a fait un effort dans le sens attendu, mais qu’il n’y réussit que très partiellement ou dans une partie limitée de la copie-On parle d’absence de démarche ou de démarche incohérente lorsque le candidat récite des connaissances ou interprète toujours les documents sans souci visible de la question posée. La copie est une juxtaposition d’éléments sans logique.

Remarque : les éléments scientifiques sont jugés suffisants si la compréhension globale est présente et servie par 4 éléments précis tirés des documents et 3 éléments apportés par les connaissancesEléments de correction

Démarche cohérente qui permet de répondre à la

problématique

Tous les éléments scientifiques issus des documents et des connaissances sont présents et bien mis en relation.

6

Des éléments scientifiques bien choisis issus des documents et/ou des connaissances bien mis en relation mais incomplets.

4.5 à 5.5

Démarche maladroite et réponse partielle à la

problématique

Des éléments scientifiques bien choisis issus des documents et/ou des connaissances incomplets et insuffisamment mis en relation.

3 à 4

Quelques éléments scientifiques issus des documents et /ou des connaissances bien choisis mais incomplets et insuffisamment mis en relation

1.5 à 2.5

Aucune démarche ou De rares éléments scientifiques parcellaires issus des documents et/ou 0 à 18

démarche incohérente des connaissances, et juxtaposés

Corrigé Devoir 10 mai 2019 Non spé SVT Nom Prénom  : ..........................................................Exercice 1 Critères d’évaluation Bar Pts

1B2B3D4B5C6A

0.50.51

0.50.51

TOTAL 4Exercice 2 non spé Eléments d’évaluation

Critères Indicateurs (éléments de correction)

Éléments scientifiques

issus du document

(complets, pertinents,

utilisés à bon escient en

accord avec le sujet…)

Causes de l’affection de Mme T ?Compréhension globale : La thyroïdite résulte d’un dysfonctionnement du système immunitaire (maladie auto-immune). Il y a production d’anticorps dirigés contre les molécules de thyroglobuline, précurseurs des hormones thyroïdiennes. L’insuffisance hormonale entraîne des troubles métaboliques.Doc 1 : Les concentrations sanguines de l’hormone thyroxine et de l’hormone triiodothyronine sont inférieures à la normale. Les hormones thyroïdiennes insuffisamment produites, expliquent les troubles métaboliques de Mme T.Doc1 + 2 : un œdème s’associe à la maladie. C’est une inflammation de la thyroïdeDoc2 : Les vésicules thyroïdiennes sont envahies par divers globules blancs. Les vésicules sécrétrices sont moins sécrétrices d’hormones.Doc3 : Les LB seuls ou associés à des macrophages ne conduisent pas à la différenciation de plasmocytes, ni à la production d’immunoglobulines « anti-thyroglobuline ». La présence de LTCD4 est indispensable : Il y a coopération cellulaire.Doc 4 : La thyroglobuline est un précurseur utilisé par les thyrocytes qui lui associent de l’iode et produisent ainsi les deux hormones thyroïdiennes circulantes.Doc3 et Doc 4 : La neutralisation partielle de la thyroglobuline chez Mme T conduit à son déficit en thyroxine et triiodothyronine.

Éléments scientifiques

issus des connaissance

s acquises

-Les immunoglobulines (IgG) sont des anticorps, produits spécifiques de la thyroglobuline.- Les molécules de thyroglobulines représentent des antigènes du SOI neutralisés et éliminés.- Les plasmocytes sont des cellules issues de la différenciation des LB et sécréteurs d’anticorps.- Exigence d’une coopération cellulaire entre LB et LT CD4.

Qualité de la démarche

-On parle de démarche cohérente si la copie montre une pensée organisée répondant de façon jugée adaptée au problème posé. On reconnaît dans la manière de répondre une prise en compte des particularités de la question. Les arguments s’enchaînent de façon convaincante. L’association entre ce qui est issu des documents et ce qui est issu des connaissances est suffisamment harmonieux-On parle de démarche maladroite si l’on constate, à la lecture de la copie, que le candidat a fait un effort dans le sens attendu, mais qu’il n’y réussit que très partiellement ou dans une partie limitée de la copie-On parle d’absence de démarche ou de démarche incohérente lorsque le candidat récite des connaissances ou interprète toujours les documents sans souci visible de la question posée. La copie est une juxtaposition d’éléments sans logique.

Remarque : les éléments scientifiques sont jugés suffisants si la compréhension globale est présente et servie par 4 éléments précis tirés des documents et 3 éléments apportés par les connaissancesEléments de correction

Démarche cohérente qui permet de répondre à la

problématique

Tous les éléments scientifiques issus des documents et des connaissances sont présents et bien mis en relation.

6

Des éléments scientifiques bien choisis issus des documents et/ou des connaissances bien mis en relation mais incomplets.

4.5 à 5.5

Démarche maladroite et réponse partielle à la

problématique

Des éléments scientifiques bien choisis issus des documents et/ou des connaissances incomplets et insuffisamment mis en relation.

3 à 4

Quelques éléments scientifiques issus des documents et /ou des connaissances bien choisis mais incomplets et insuffisamment mis en relation

1.5 à 2.5

Aucune démarche ou De rares éléments scientifiques parcellaires issus des documents et/ou 0 à 1

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démarche incohérente des connaissances, et juxtaposés

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