| 1ère Partie :
COMMUNICATION NERVEUSE Communication nerveuse
- La
communication nerveuse se manifeste par des combinaisons
de signaux électriques enregistrables constituant des
messages. Ces messages sont rapidement propagés dans un
seul sens par des chaînes de neurones, cellules spécialisées
connectées entre elles.
- Les
corps cellulaires sont regroupés dans les centres
nerveux et les ganglions nerveux. Des fibres
nerveuses relient les centres nerveux entre eux et aux
organes périphériques.
- Les neurones communiquent entre eux par des synapses.
À leur niveau, l'association neurotransmetteur-récepteur
assure la transmission des messages.
Modulation du
message nerveux : enképhalines et récepteurs opioïdes
-
La transmission des messages nerveux peut être modulée
par des peptides tels que les enképhalines ou morphines endogènes,
qui agissent à différents niveaux du système nerveux
central.
- Dans la corne dorsale de la moelle épinière, les enképhalines
interviennent au niveau des neurones nociceptifs. Les enképhalines
sont libérées par des interneurones spécialisés.
Elles vont se fixer sur des récepteurs spécifiques
localisés dans la membrane des neurones post-synaptiques.
Elles inhibent ainsi la transmission des messages
nociceptifs vers le cerveau.
- Dans le cerveau, la fixation des enképhalines sur les
récepteurs opioïdes des neurones modulateurs provoque
la levée de l'inhibition qu'ils exercent sur l'activité
des neurones dopaminergiques. Par voie de conséquence,
cette levée d'inhibition entraîne une secrétion accrue
de dopamine qui contribue à la sensation de plaisir.
Modulation de
l'activité synaptique par des molécules exogènes : un
exemple, la morphine
-
La morphine, en se fixant sur les récepteurs opioïdes
localisés sur les neurones de la corne dorsale de la
moelle, est à l'origine d'une puissante activité analgésique
qui n'entraîne pas une dépendance.
- La
morphine et ses dérivés de synthèse comme l'héroïne
peuvent être à l'origine d'une sensation de plaisir. La
genèse de cette sensation résulte de la fixation de la
morphine sur les récepteurs opioïdes du cerveau en
mimant l'action des morphines endogènes.
Les mécanismes
de la dépendance
- Contrairement aux enképhalines, la morphine n'est
pas rapidement dégradée.
- La morphine (ou l'héroïne), prise de façon répétée
au cours du temps, engendre tolérance, dépendance
physiologique et dépendance psychique (état de manque).
C'est cet état de manque qui est à l'origine de la
toxicomanie.
- La
plupart des drogues (héroïne, nicotine, alcool, cocaïne,
principe actif du cannabis, ectasy) agissent, par des mécanismes
différents, sur les neurones dopaminergiques des systèmes
de récompense.
- La dépendance
aux drogues est un phénomène complexe qui est
tributaire de facteurs psychologiques, mais aussi de
facteurs environnementaux. L'arrêt de la prise de toute
drogue nécessite la mise en application d'un protocole
de sevrage qui implique un suivi médical prolongé et
une aide psychologique.
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| 2ème Partie :
DU GENOTYPE AU PHENOTYPE, APPLICATIONS BIOTECHNOLOGIQUES Des phénotypes
à différents niveaux d'organisation du vivant
Le phénotype peut se définir à différentes échelles
: macroscopique, cellulaire et moléculaire.
La relation entre ADN et protéines
- Les gènes sont des segments de la molécule d'ADN
codants pour des protéines. La séquence des nucléotides
dans l'ADN gouverne la séquence des acides aminés dans
la protéine selon un système de correspondance, le code
génétique. Les propriétés des protéines dépendent
de leur séquence respective en acides aminés.
Ces protéines, en régissant la structure et les activités
cellulaires, contribuent à l'établissement du phénotype.
- La modification du génotype d'un organisme par transgénèse,
qui permet de produire de nouvelles protéines, repose
sur l'universalité du code génétique.
Complexité des relations entre génotype et phénotype
- Applications
- Un phénotype macroscopique donné résulte de
processus biologiques gouvernés par l'expression de
plusieurs gènes. La mutation de l'un seulement de ces gènes
peut altérer ce phénotype. Un même phénotype
macroscopique peut donc correspondre à plusieurs génotypes.
- La réalisation d'un phénotype macroscopique dépend
de l'interaction de plusieurs gènes entre eux et avec
les facteurs de l'environnement.
- Médecine prédictive et diagnostic prénatal ont pour
but de détecter la présence de certains allèles chez
un individu.
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| 3ème Partie :
PROCREATION I- Des processus
biologiques contrôlés par des hormones
Cycle menstruel, cycle ovarien
- Chez la femme, à partir de la puberté et jusqu'à la
ménopause, la physiologie sexuelle s'inscrit dans un
cycle menstruel.
L'activité ovarienne est sous le contrôle du complexe
hypothalamo-hypophysaire dont le fonctionnement est contrôlé
par l'ovaire lui-même (rétro-contrôle négatif exercé
par les hormones ovariennes) et par des stimuli d'origine
interne ou externe.
L'ovaire contrôle le cycle utérin, ce qui synchronise
l'ovulation et la réceptivité utérine à
l'implantation de l'embryon.
- L'augmentation pré-ovulatoire de la sécrétion des
strogènes exerce un rétro-contrôle positif sur
l'axe hypothalamo-hypophysaire et permet d'assurer le
synchronisme entre la maturation folliculaire et la
commande hypophysaire de l'ovulation.
La
production de gamètes mâles
Chez
l'homme, la production des gamètes mâles est continue
de la puberté jusqu'à la fin de la vie. L'activité
testiculaire est sous le contrôle du complexe
hypothalamo- hypophysaire.
Rencontre
des gamètes
La
rencontre des gamètes est conditionnée, au moins en
partie, par la qualité de la glaire cervicale.
La fécondation a lieu dans le tiers supérieur des
trompes et n'est possible que pendant une brève période
après l'ovulation.
Début
de la grossesse
Après
fécondation et nidation, la sécrétion de l'hormone HCG
par le tout jeune embryon permet la poursuite de
l'activité du corps jaune et, par conséquent, la sécrétion
de proges térone indispensable au maintien de la
muqueuse utérine au début de la grossesse.
Les
tests de grossesse consistent à détecter cette hormone
dans les urines.
II- Maîtrise de la reproduction
Régulation des naissances
La
contraception hormonale féminine s'appuie sur l'ensemble
des connaissances sur le déterminisme hormonal de
la physiologie sexuelle.
La contraception hormonale masculine est encore à l'état
de recherche. On ne peut donc parler d'application médicale.
Outre la prise d'une contraception hormonale par la
femme, le couple peut utiliser d'autres moyens
contraceptifs visant à empêcher la rencontre des gamètes
ou l'im plantation de l'embryon. En cas d'échec de la
contraception, l'interruption volontaire de grossesse (IVG)
reste un ultime recours.
III- Aide médicalisée à la procréation
Le suivi de la grossesse :
Pendant
toute la période de la grossesse, la femme et le ftus
sont médicalement surveillés grâce à différents
moyens d'investigation (analyses sanguines, échographies
et, si nécessaires, amniocentèse ou choriocentèse...).
En cas de dépistage d'une anomalie grave du ftus,
diverses mesures peuvent être mises en uvre, qui
peuvent aller jusqu'à proposer une IVG thérapeutique.
Infertilité
et procréation médicalement assistée :
Les
causes d'infertilité d'un couple sont diverses et
touchent aussi bien l'homme que la femme. Les dosages
hormonaux fournissent des renseignements sur l'activité
des gonades et du complexe hypothalamo-hypophysaire.
Différentes techniques médicales peuvent apporter une
solution (l'insémination artificielle, la FIVETE, l'ICSI).
Le développement de ces techniques nouvelles posent des
questions éthiques.
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| 4ème
PARTIE : ALIMENTATION, PRODUCTION ALIMENTAIRE,
ENVIRONNEMENT (Thème au choix) I- Comportements alimentaires et
satisfaction des besoins :
Choix des aliments
Les
aliments comportent des substances minérales et
organiques en proportions diverses.
L'eau est un aliment essentiel.
L'appétence alimentaire nécessite la mise en jeu de
plusieurs fonctions sensorielles.
Évaluation
des besoins
La
ration alimentaire dépend de plusieurs paramètres (âge,
sexe, intensité de l'activité, caractéristiques
morphologiques et physiologiques).
L'équilibre nutritionnel est à la fois qualitatif
et quantitatif.
Conséquences
d'une ration déséquilibrée
La
prise alimentaire ne coïncide pas toujours avec les
besoins nutritionnels.
Les déséquilibres alimentaires, fréquemment liés au
contexte socio-économique, ont des effets néfastes sur
la santé.
II- Production alimentaire et
environnement
Évaluation
des productions alimentaires
La
production végétale est à la base de la production
animale et d'une partie de la production humaine.
La
production de la matière animale nécessite une
production végétale quanti tativement importante.
Fonctionnement
d'un agrosystème, ses conséquences environnementales
Un
agrosystème est un système déséquilibré dont
l'exploitation intensive nécessite un entretien.
Cet entretien permet de lutter par différents moyens
contre les parasites, les ravageurs et les plantes
adventices.
L'apport d'engrais permet une productivité accrue.
Les conséquences des apports exogènes (engrais,
pesticides) sur un agrosystème induisent des "déséquilibres
biologiques" et des pollutions qui peuvent nuire à
la santé humaine et animale.
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| 5ème
Partie : UNE RESSOURCE ALIMENTAIRE : LE BOIS (Thème
au choix) I- Le bois, un
matériau d'usage courant
Utilisations du bois : propriétés générales mises en
jeu
Le
bois a des usages multiples. Ils sont liés à des propriétés
communes à tous les bois ou spécifiques d'une
espèce donnée : résistance, capacité d'isolation,
imputrescibilité, flottabilité, combustion,
source de cellulose...
Structure
et propriétés
Certains
usages du bois s'expliquent par les propriétés
physiques liées à sa structure cellulaire (vaisseaux
et fibres) et à son mode de croissance (cambium, cernes,
aubier, cur).
Nature
chimique du bois : utilisations spécifiques et
renforcement de certaines propriétés physiques
Les
composants des parois des vaisseaux et des fibres (cellulose
et lignine, tanins et composés phénoliques, pigments)
conditionnent les usages des différentes essences de
bois (industrie papetière, bois d'uvre, bois de
charpente...).
II- Importance et gestion des écosystèmes
forestiers
Participation du bois aux grands équilibres de la
planète
La forêt
participe aux cycles de l'eau et du carbone. Elle représente
un stock biologique de carbone. Sa destruction massive
par des phénomènes naturels ou par l'homme (incendies,
combustion...) peut perturber ces grands cycles.
Activités
industrielles et gestion des forêts
La
gestion d'une forêt doit assurer une production continue.
Une mauvaise gestion ou une surexploitation
conduisent à des déséquilibres des écosystèmes et
peuvent avoir des conséquences importantes sur les sols.
Biotechnologies,
la filière bois
Les
recherches actuelles en biotechnologie des espèces
forestières (transgenèse, conservation des ressources génétiques,
interactions plantes / micro-organismes) contribuent à
améliorer les conditions d'exploitation et d'utilisation
des forêts
|
| 6ème
Partie : UNE RESSOURCE INDISPENSABLE : L'EAU
(Thème au choix) L'eau sur la
planète
-
L'eau douce est une ressource indispensable aux êtres
vivants et aux activités humaines.
L'eau
de la planète est répartie dans différents réservoirs
(océans, glaciers et calottes polaires, atmosphère,
lacs et rivières, nappes phréatiques, sol, biosphère).
Les transferts quantitatifs entre les différents réservoirs
constituent le cycle de l'eau.
- L'eau douce est inégalement répartie à l'intérieur
des continents. Son utilisation par l'homme (urbanisation,
irrigation) modifie le flux de l'eau entre les différents
réservoirs et peut aboutir à la désertification.
Gestion de l'eau
- L'eau douce utilisée est puisée dans les lacs, les
cours d'eau et les réservoirs souterrains.
- Elle
peut être stockée temporairement dans des réservoirs
superficiels.
Les réservoirs
souterrains et superficiels sont sensibles aux pollutions
biologiques ou chimiques (nitrates, pesticides, radionucléides...).
- La
protection des réservoirs et un traitement des eaux usées
sont indispensables. Les matières organiques polluantes peuvent
être dégradées sous l'action de micro-organismes .
-
L'homme utilise les propriétés de ces micro-organismes
dans le traitement des eaux usées.
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| 7ème Partie :
PLACE DE LHOMME DANS LEVOLUTION
(Thème au choix) À la recherche
de "l'ancêtre commun"
Chaque espèce est issue d'une longue suite de générations
au cours de laquelle lescaractères qui la définissent
sont apparus à différentes périodes dans l'histoire
dela terre. Ainsi, l'homme est un eucaryote, un vertébré,
un amniote, un mammifère,un primate, un hominoïde et un
homininé.
Par la prise en compte des caractères homologues et de
l'état ancestral ou dérivé deces caractères, on peut
construire des relations de parenté entre les êtres
vivants.
Les données moléculaires confortent l'idée que c'est
avec le chimpanzé que l'hommepartage l'ancêtre commun
le plus récent. Cet ancêtre commun n'est pas un
chimpanzéni un homme. Il devait posséder des caractères
appartenant à la fois à l'homme et au chimpanzé. Parmi
ces caractères figurent un répertoire locomoteur
incluant une certaine forme de bipédie et l'usage
d'outils.
Les mécanismes de l'évolution
Les génomes des espèces sont des archives. Ils
permettent d'imaginer les événementsgénétiques moléculaires
de l'évolution qui ont conduit à des innovations, à
leurdiversification et à leur complexification (familles
multigéniques, gènes chimères...).Ces innovations génétiques
sont aléatoires ; leur nature ne dépend pas des caracté-ristiques
du milieu. L'évolution des génomes résulte d'un
bricolage moléculaire qui a conduit à faire du neuf
avec du vieux.
Ainsi, l'acquisition de la bipédie dans la lignée
humaine ne fait pas intervenir uneexplication finaliste.
À l'origine de la bipédie se trouvent des innovations génétiques.Elles
ont dû affecter les gènes du développement.
Les conditions de l'environnement peuvent jouer le rôle
de crible vis-à-vis des nouveautés phénotypiques
engendrées par les innovations génétiques (sélection
naturelle).
De ce fait, l'évolution dans la lignée humaine comme
dans les autres lignées peutêtre dépendante de
changements dans l'environnement. Elle est contingente.
Émergence du genre Homo
Diverses caractéristiques morpho-anatomiques et
comportementales contribuent à définir le genre Homo
(volume et morphologie crânienne, bipédie,
fabrication d'outils, vie sociale et culturelle).
La découverte de traces d'activité et de restes
fossiles fait remonter de plus en plusdans le temps,
l'apparition du genre Homo.
L'analyse génétique des populations humaines suggère
qu'elles dérivent toutes d'une seule population d'Homo
sapiens. Les données fossiles indiquent que celle-ci
a pour origine géographique le Proche-Orient ou
l'Afrique.
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