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sciences de la vie et de la terre SvT sciences de la vie et de la terre Première S Terminale S PrOgramme 2014 tâches complexes cOORdOnnÉ PaR PaTrick DemOugeOT lOïc maThOn AGIR SvT terminale S terminale s S vT terminale s t hème 3 : corps humain et santé 3-A : Le maintien de l'intégrité de l'organisme : quelques aspects de la réaction immunitaire l'immunité adaptative, prolongement de l'immunité innée La tolérance immunologique envers les molécules de l’organisme Aide de connaissance 1 : Des notions importantes Aide à la démarche de résolution 1 : Analyse des documents 126 AGIR sciences de la vie et de la terre Corps humain et santé 125 sciences de la vie et de la terre aides aIDE DE CONNAISSANCE 1 : Des notions importantes Document A Électrophorèse d’ADN : Technique permettant de séparer des molécules d’ADN en fonction de leur taille. Le mélange moléculaire est déposé dans un puits creusé en bordure d’un gel d’agarose. Le gel est alors soumis à un champ électrique. Les molécules d’ADN (naturellement chargées négativement) migrent dans le gel du pôle négatif (puits) vers le pôle positif. Les petites molécules peuvent se faufiler entre les mailles du gel et migrer sur une longue distance alors que les plus grosses sont retenues par les mailles et n’ont qu’une migration limitée. En fin de migration, les molécules d’ADN contenues dans le gel sont révélées par un éclairage UV. Remarque : les molécules intègres d’ADN contenues dans le noyau ont une longueur moyenne comprise entre 10 et 100 millions de nucléotides. Maladie auto-immune : Maladie causée par l’activation de lymphocytes autoréactifs qui reconnaissent comme étrangère une molécule du soi. Les lymphocytes autoréactifs infiltrent puis détruisent progressivement tous les organes exprimant cette molécule du soi. Rate : Organe lymphoïde secondaire contenant des lymphocytes matures c’est-à-dire capables de répondre à un éventuel antigène. Thymocyte : Cellule du thymus. Document B Maladie auto-immune : Maladie causée par l’activation de lymphocytes autoréactifs qui reconnaissent comme étrangère une molécule du soi. Les lymphocytes autoréactifs infiltrent puis détruisent progressivement tous les organes exprimant cette molécule du soi. Rate : Organe lymphoïde secondaire contenant des lymphocytes matures c’est-à-dire capables de répondre à un éventuel antigène. Document C CD45 : Protéine membranaire sans fonction identifiée et exprimée à la membrane de tous les lymphocytes. CD45high/CD45low : L’exposant indique le niveau d’expression membranaire de la molécule CD45 : « high » et « low » signifient respectivement que la molécule est fortement ou faiblement exprimée. Diabète : Maladie caractérisée par une hyperglycémie (taux de glucose dans le sang trop élevé) et causée par une baisse ou absence de sécrétion d’insuline par les cellules pancréatiques. AGIR SvT terminale S Incidence d’une maladie : Pourcentage d’individus présentant cette maladie dans une population donnée (= 100 x Nombre d’individus malades / Nombre total d’individus). Insuline : Hormone produite par certaines cellules du pancréas et impliquée dans la régulation de la glycémie (taux de glucose dans le sang). Leucocytes : Cellules du système immunitaire (monocytes, granulocytes, lymphocytes,…). Rat athymique : Rat sans thymus et donc sans lymphocytes T. Rats syngéniques : Rats appartenant à la même lignée (c’est-à-dire génétiquement identiques). Reconstitution : La reconstitution consiste à transférer des lymphocytes chez un individu immunodéficient qui en est dépourvu. Pour des raisons encore mal connues, le succès de cette méthode est assez aléatoire. Lorsque la reconstitution réussit, les lymphocytes du donneur, au départ très peu nombreux, prolifèrent activement jusqu’à atteindre, après quelques semaines, un effectif similaire à celui rencontré chez un individu normal. Le receveur retrouve alors son immunocompétence. En cas d’échec, les lymphocytes transférés ne se divisent pas et disparaissent ou restent une population très marginale au sein de l’organisme receveur. AIDE à la démarche de résolution 1 : Analyse des documents Documents A Aide mineure —— Identifier le mécanisme assurant l’absence de maladie auto-immune chez les souris mâles anti-HY ainsi que l’ensemble des processus cellulaires et moléculaires qui sous-tendent ce mécanisme. —— Préciser le stade de maturation lymphocytaire auquel s’exerce ce mécanisme. Aide majeure —— À l’aide des documents A-1, A-2 et A-3, expliquer en quoi l’absence de maladie auto-immune chez les mâles anti-HY constitue une surprise. —— À l’aide de l’expérience n° 1 du document A-4, identifier le mécanisme assurant le maintien de la tolérance chez les mâles anti-HY. —— En mettant en relation le document A-1 avec votre réponse à la question précédente, identifier le stade de maturation lymphocytaire auquel se met en place ce processus d’induction de la tolérance. —— À l’aide des expériences n° 2, 3 et 4 du document A-2, identifier les particularités cellulaires et moléculaires des thymocytes [CD4+ CD8+] des mâles anti-HY. —— À l’aide des expériences n° 5 et 6 du document A-2, proposer un devenir aux thymocytes [CD4+ CD8+] des mâles anti-HY. —— En mettant en relation le document A-2 avec vos réponses aux deux questions précédentes, préciser la nature du processus assurant l’élimination des lymphocytes autoréactifs chez les mâles anti-HY. —— Conclure en répondant à la question formulée dans la consigne de l’activité. AGIR sciences de la vie et de la terre Documents B Aide mineure —— Identifier les différences phénotypiques puis fonctionnelles entre les lymphocytes B matures des souris anti-HEL et ceux des souris HEL + anti-HEL. —— En déduire le mécanisme sous-jacent d’induction de la tolérance au HEL chez les souris double-transgéniques. Aide majeure —— À l’aide du document B-1, expliquer en quoi l’absence de maladie auto-immune chez les souris HEL + anti-HEL constitue une surprise. —— À l’aide du document B-2 : - Comparer le niveau d’expression membranaire des anticorps anti-HEL pour les lymphocytes B matures des souris anti-HEL et ceux des souris HEL + anti-HEL. - Expliquer l’extrême rareté des lymphocytes B anti-HEL chez une souris normale. —— À l’aide du document B-3 : - Comparer le taux d’anticorps sérique anti-HEL chez les souris anti-HEL avant et après immunisation. Même question pour les souris HEL + anti-HEL. - Proposer une hypothèse sur le mécanisme de tolérance au HEL dans les souris doubletransgéniques en vous aidant de vos conclusions portées sur le document B-2. —— À l’aide du document B-3, confirmer et affiner votre hypothèse précédente. —— En regroupant l’ensemble des caractéristiques phénotypiques et fonctionnelles des lymphocytes B des souris HEL + anti-HEL, conclure en répondant à la question formulée dans la consigne de l’activité. Documents C Aide mineure —— Identifier les propriétés des deux sous-populations de lymphocytes T puis expliquer le mécanisme d’induction de la tolérance révélé par cette étude. Aide majeure —— À l’aide du document C-1, identifier le phénotype des deux sous-populations de lymphocytes T chez des rats sains. —— À l’aide du document C-2, expliquer l’intérêt de suivre la reconstitution des rats receveurs. —— À l’aide du document C-2-a et en utilisant les deux lots de rats témoins : - Comparer les conséquences du transfert de lymphocytes T sur la santé des trois lots de rats reconstitués. - Expliquer en quoi les résultats obtenus pour les rats reconstitués avec les lymphocytes T CD45high est surprenante. - Comparer les résultats obtenus chez les rats reconstitués avec les lymphocytes T CD45high et ceux reconstitués avec un mélange lymphocytes T CD45high et CD45low. En déduire une hypothèse sur le rôle des lymphocytes T CD45low. —— À l’aide du document C-2-b : - Comparer le pancréas des deux lots de rats et mettre en relation vos conclusions avec l’aide de connaissances afin de proposer une origine à la survenue du diabète chez les rats reconstitués avec les lymphocytes T CD45high. - Comparer le pancréas des rats reconstitués avec les lymphocytes T CD45high et ceux reconstitués avec un mélange lymphocytes T CD45high et CD45low. Confirmer votre hypothèse sur le rôle des lymphocytes T CD45low. —— À l’aide du document C-2-c, préciser la spécificité des lymphocytes T CD45high. —— Conclure en répondant à la question formulée dans la consigne de l’activité. AGIR
