La revue N°1

NUMERO 1
LA SCIENCE
[.. POUR LES NULS ! ..]
ERUPTIONS VOLCANIQUES
Par M. Tadjer, M. Bourillon
Et tous leurs élèves.
SIDA
FUSEES A EAU
LA VISION
LES VACCINS
LE SON
LES ECLAIRS
2
Sommaire :
VOLCANS
3
Les éruptions volcaniques.
FUSEE A EAU
11
Fabriquez-la chez vous !
LES ECLAIRS
13
Phénomène de la foudre.
LES VACCINS
15
Devenez implacable !
LE SON
21
Comment ça marche ?
LE VIH (sida)
22
Pour tout savoir.
LA VISION
Vous pensiez tout connaître ?
28
Accompagnement Personnalisée
Sciences de la vie et de la terre
3
Volcans
ERUPTIONS VOLCANIQUES
D’où viennent-elles?
4
L'éruption volcanique:
C'est
une ascension de magma issue de la profondeur de la terre et portée à des températures élevées, supérieure à 1000°C. Le déroulement de l'éruption dépend de
la qualité du magma et en particuliers de la teneur en gaz des laves.
C'est en reconnaissant les produits
émis par le volcan que l'on détermine les différents types d'éruption:
. S'il n'y a pas assez de gaz
l'éruption est dite éffusive c'est à
dire que la lave est fluide et s'écoule facilement.
.
S'il y a trop de gaz l'éruption
est dite explosive c'est à dire que la
lave est visqueuse et s’échappe
avec difficulté : elle peut former un
dôme au centre du cratère. Ce dôme est détruit après l’explosion.
Des cendres, débris rocheux, des
gaz sont rejetés. Une nuée ardente
dévale les pentes.
Page 4
(cf. document 1)
5
Document 1: Une éruption volcanique.
1. Projections de fragments de lave
7. Poche de magma
2. Cône à cratère
8. Cheminée centrale
3. Coulées de lave
9. Nuée ardente
4. Cheminée latérale
10. Dôme
5. Cheminée centrale
11.Violentes explosions
6. Montée du magma
12. Panache de cendre
Page 5
6
LOCALISATION DES VOLCANS
L’activité volcanique est repartie
inégalement sur la surface du globe.
On en trouve sur les continents, les
îles océaniques et les fonds marins.
La plupart se situent aux frontières
de plaques (volcanisme dorsale et de
zones de subduction), mais aussi à
l’intérieur des plaques (volcanisme
entre plaques). Les volcans ne se repartissent pas au hasard sur la surfa-
ce terrestre. On les retrouve dans les
mêmes lieux ou se produisent les
séismes (aux frontières de plaques).
Document 2: Carte des limites de plaques.
Page 6
(cf. document 2)
7
LE VOLCANISME AU NIVEAU DES PLAQUES:
Les plaques tectoniques ou plaques
lithosphériques sont des fragments
de la lithosphère qui résultent de son
découpage à la manière d’un puzzle.
D’après la théorie de la tectonique
des plaques, le volcanisme est intimement lié aux mouvements des plaques tectoniques en effet, c’est en
général à la frontière entre deux plaques que les conditions sont réunies
pour la formation de volcans. Pour
le faire, il y a plusieurs façons d’y
procéder:
Par divergence: C’est l’écartement de deux plaques tectoniques
qui amincit la lithosphère, et qui entraine une remontée de roches du
manteau. Celles-ci, déjà très chaude
à environ 1 200° C, se mettent à fon-
dre partiellement en raison de la décompression. Cela donne du magma
qui s’infiltre par des failles normales
et remonte à la surface.
Par subduction: C’est lorsque
deux plaques tectoniques convergent
et que la lithosphère océanique ,
plonge dans le manteau et subie des
transformations minéralogiques.
L’eau contenue dans la lithosphère
plongeante s’en échappe alors et
vient hydrater le manteau, provoquant sa fusion partielle en abaissant
son point de fusion. Ce magma remonte et traverse la lithosphère chevauchante, créant des volcans.
Titre: Magmatisme par subduction.
Page 7
(cf. magmatisme par subduction)
Le magma
8
Le magma se forme grâce à la fusion d’une partie des roches du manteau péridotite (voir document 3) ou
de la cristallisation de certains minéraux caractéristiques. Il peut être formé par l’action d’une source de chaleur interne ou par un métamorphisme
très évolué.
Généralement, ce magma remonte
vers la surface et se stocke dans la lithosphère en formant une chambre
magmatique. Dans cette chambre, il
peut subir une
cristallisation to-
tale ou partielle et/ou un dégazage qui
commence à le transformer en lave:
c’est alors l’éruption . Mais si la pression devient suffisante pour qu’il soit
éjecté a la surface, il remonte le long
d’une cheminée volcanique pour être
émis sous forme de lave: on a alors
une roche magmatique volcanique.
Mais si la pression ne suffit pas son
ascension s’arrête et il se refroidit
alors très lentement donnant naissance
à des roches grenues.
Les minéraux
Le magma est formé à partir d’une roche grenue entièrement cristallisée appelé la péridotite. Cette roche contient de l’olivine et du plagioclases. Ses principales caractéristiques sont: couleurs vert foncé, roches denses et grains moyens
de différentes grosseur (cf. doc.3 péridotite). Le magma se refroidit en profondeur cela donne naissance a une roche entièrement cristallisée appelée gabbros:
c’est une roche magmatique plutonique contenant du pyroxène et du plagioclases
(cf. doc.3 gabbros). Ou alors le magma se refroidit et brutalement cela donne
naissance à une roche entièrement cristallisée magmatique volcanique appelée
basalte: contenant des roches avec des petits minéraux et du verre (cf. doc.3 basalte).
Page 8
Document 3: les différents minéraux.
Titre: Roche de Péridotite
Titre: Roche de gabbros
Titre: Roche de basalte
Titre: Lame de péridotite
Titre: Lame de gabbros
Titre: Lame de basalte
Page 9
9
Nous avons observé à l’aide
d’un microscope 3 différentes
types de lames:
La péridotite: une roche
grenue qui est entièrement cristallisée. Elle contient de l’olivine et du plagioclase.
Le basalte: une roche qui
n’est pas entièrement cristallisée, roche magmatique volcanique. Elle contient du plagioclase.
10
Le gabbros: une roche entièrement cristallisée, roche magmatique plutonique. Elle
contient de la pyroxène et du
plagioclase.
Nous avons aussi constaté que le
basalte et le gabbros proviennent du même magma.
Refroidissement en
profondeur lent.
Roches entièrement
cristallisée.
Gabbros
Magma
Basalte
Péridotite
Refroidit brutalement
Page 10
Roches avec des
petits minéraux
et du verre.
11
ECLATEZ VOUS…À FAIRE VOTRE FUSÉE À EAU!
Nous avons tous un jour rêvé
quer de fuite, percé en son
est a son maximum, néan-
de lancer dans les airs une
milieu pour le passage qu'un
moins le temps de gonflage
fusée à eau (certes vous ne
tuyau qu'on vissera au bou-
est supérieur au temps de
rêviez peut être pas, comme
chon.
gonflage d'une bouteille rem-
nous l'avons fait, de la faire
La pompe, reliée a l'extrémité
exploser un plein hiver..),
du tuyau, alimentera directe-
mais savez vous comment
faire la fusée parfaite?
ment la bouteille en air.
plie au ¾.
La bouteille remplie d'eau
Nous avons également repro-
placée la tête en bas sur le
duit ces expériences avec une
socle est alimentée en air grâ-
bouteille
ce à la pompe. Lorsqu'elle
pour tous les fainéants qui
aura atteint sa capacité maxi-
n'aiment pas pomper, car le
male de stockage en air, elle
temps de gonflage est très
Commençons par le matériel
décollera dans les airs, expul-
rapide) qui a décollé d'envi-
de base de la fusée, pour cela,
sant l'eau.
ron 2m et une bouteille pres-
utilisons:
On fera varier les niveaux
que pleine (7/8), celle ci qui
un pas de tir en hauteur*, de
d'eau dans la bouteille pour
n'a expulsé que le bouchon de
manière à ce que la bouteille
conjecturer*.
liège sans vraiment décoller,
soit placée la tête en bas, de
vide
(conseillée
mais c'est un bon moyen de
préférence stable et qui résis-
On pourra observer que plus
se faire mouiller!
te a l'eau.
la bouteille est remplie d'eau
une bouteille en plastique
(¾), moins elle décolle haut,
Le principe, selon la 3e loi de
(non percée)
le temps de gonflage étant
Newton, d’action-réaction :
un bouchon de liège qui ren-
minime.
« Tout corps A exerçant une
tre parfaitement dans le haut
Lorsque la bouteille est rem-
force sur un corps B subit un
de la bouteille, sans provo-
plie à environ 1/3, l'apogée*
force d'intensité égale, de mê-
12
même direction mais de sens
pression.
sous de ¼, la fusée risque
opposé, exercée par le corps
d'aller nettement moins haut..
B»
Pour perfectionner au mieux
En outre, pour réaliser votre
L'air, comprimé, pousse l'eau
votre fusée, vous pouvez tou-
fusée dite parfaite, rajoutez
vers le bas (action) tandis que
jours ajoutez des ailerons (3
les ailerons, l'ogive et si vous
minimum pour une meilleure
le désirez le guide conseillés
stabilité) qui permettront à la
précédemment.
fusée de perdre moins d'éner-
pas trop d'eau (non ceci n'est
gie lors de sa course si sa tra-
pas une recette de cuisine!),
jectoire est linéaire, un cône
je vous conseille également
pointu (=ogive) sur le haut de
de prendre un tuyau assez
la bouteille afin d'améliorer
long et une pompe a pied,
l'aérodynamisme* de la fusée
sinon vous vous ferez très
et un « guide » qui permettra
rapidement tremper!
Ne
mettez
de changer l'angle de tire de
manière stable.
Aux Etats-Unis, le 14 Juin
l'eau, éjectée, crée une force
équivalente
vers
le
2007, une fusée à eau équipée
haut
Nous vous l'avons déjà expli-
d'une
(réaction) et fait décoller la
qué dans le compte-rendu,
l'équipe U.S. Water Rockets,
bouteille instantanément (en
moins
réalisa le record du monde
vous
mettez
d'eau
moins de 2/10 de seconde).
caméra
lancée
par
avec 625,15m!
La bouteille a donc instantanément une certaine vitesse et
Après toutes ces explications,
acquiert une certaine énergie,
vous n'hésiterez plus à réali-
appelée
cinétique
ser votre propre fusée à eau
(« quantité d'énergie qu'un
(attendez quand même le re-
corps d'une certaine masse
tour
acquiert en fonction de sa vi-
d'amies!). Amusez-vous bien!
Energie
de
l'été,
conseil
tesse E=1/2.m.v² ») donc si
on double la vitesse, l'énergie
Le Diguerher Jessica
quadruple. Il fait donc faire
Bellefontaine Iris
prendre le plus vite possible
(entre 30% et 40% du volume
de vitesse à la fusée pour une
de la bouteille), plus la fusée
hauteur maximale, ce qui
ira haut, par contre, l'eau est
s'obtient par une plus forte
in-dis-pen-sable! Et en des-
13
La foudre : Fonctionnement et exploitation
Comment fonctionne la foudre ?
Expérience avec le machine de Whimshurst :
Ces expériences ont été
réalisée en milieu artificiel mais le fonctionnement est le même dans
la nature …
Les charges négatives
correspondent aux particules en suspension
dans l’air formant des
nuages
d’orages
(cumulonimbus) et les
charges positives correspondent au sol où à
des nuages inférieurs .
James Wimshurst :
(1832 à Londres - 1903) était
un physicien britannique.
Il est le créateur en 1883 de
la machine électrostatique à
influence qui porte son nom :
la machine de Wimshurst. Il
a par ailleurs montré la possibilité de disperser et de
réfléchir les rayons X.
On fait tourner deux disques munis de bandes métalliques dans des sens
opposés, deux balais permettent d’arracher des électrons.
Ceux-ci sont acheminés puis stockés dans une des boules métalliques,
l’autre est chargée positivement .
Lorsque la quantité d’électrons est suffisante, ils parviennent à traverser
l’air sous la forme d’un éclair .
Après la décharge, les boules redeviennent neutres.
14
Etincelle de rupture :
On ferme le circuit en mettant en contact une lime et un clou, lorsqu’on frotte sur la lime, les ouvertures et les fermetures du circuit se succèdent rapidement.
Lors de l’ouverture du circuit, l’intensité chute brutalement. La bobine ayant tendance à lutter
contre les variations de l’intensité du courant. Elle se comporte comme un générateur de haute
tension afin de prolonger le passage du courant.
Celui-ci traverse alors l’air placé entre le clou et la lime : une étincelle de rupture apparait.
Peut-on exploiter cette énergie ?
Pour l’instant, aucune solution pour recevoir et stocker l’énergie d’un éclair n’a été trouvée. Les
raisons principales à cette absence de solution sont :
La faible probabilité pour la foudre de tomber à l’endroit probable d’un capteur, qui est due
à un trop fort voltage.
L’énergie produite par l’éclair étant proche de 100 millions de Volts, il n’y a pour l’instant
aucun moyen de stocker une telle quantité d’énergie
15
HISTORIQUE DE LA
VACCINATION
En 1796, Edward Jenner découvre le vaccin
contre la variole. Grâce
à cette découverte, le
virus de la variole a
presque été éradiqué.
Il a été découvert par
un médecin anglais, Edward Jenner, qui avait
remarqué que les vachers des fermes anglaises ne contractaient
pas la variole mais en
affichaient des symptômes atténués (pustules
au niveau des avantbras) Ces vachers
étaient en fait atteints
de vaccine, maladie
proche de la variole
mais moins sévère,
transmise par les animaux.
Edward Jenner a eu l’idée d’inoculer le liqui-
de purulent d’une lésion de vaccine à une
personne saine.
Cette inoculation a entraîné une production
d’anticorps protecteurs
contre la variole, dans
la mesure où les virus
de la vaccine et de la
variole étaient morphologiquement proches.
Ultérieurement, la généralisation de la vaccination anti-variolique a
permis d’éradiquer cette maladie.
La variole est la première maladie à avoir
été totalement éradiquée de la planète grâce
à la vaccination.
La vaccination est née.
Elle connaît un succès
retentissant en Europe
continentale avec l’organisation de grandes
campagnes de vaccination.
Au XIX ème siècle, le
français Louis Pasteur
élabore le vaccin
contre la rage.
Par la suite, de nombreux vaccins ont été
élaborés et diffusés, représentant un progrès
immense pour l’humanité toute entière.
Ses travaux bouleversent le diagnostic et le
pronostic des maladies
contagieuses qui relèvent toutes désormais
d’une cause identifiable.
En 1881, pasteur énonce le principe de la vaccination : « des virus
affaiblis ayant le caractère de ne jamais tuer,
de donner une maladie
bénigne qui préserve de
la maladie mortelle ».
En 1879, Louis Pasteur
découvre le vaccin
contre le choléra des
poules.
En 1881, Pasteur parvient à isoler, purifier et
inactiver la souche de
l’agent contagieux de la
rage, à partir de cerveaux d’animaux morts
de cette maladie.
En 1885, Louis Pasteur
explique le principe de
la vaccination et découvre le vaccin contre la
rage.
En 1885, il prépare
avec succès le premier
vaccin humain à virulence atténuée contre la
rage.
Louis Pasteur fonde autour de lui une véritable
école de pensée scientifique. Il forme des
chercheurs en infectiologie, immunologie, parasitologie, génétique et
dans de nombreuses
spécialités biologiques.
16
L’Institut pasteur est
fondé en France en
1888 avec une vingtaine d’implantations en
Europe et en outre-Mer.
En 1888, les français
André Chantemesse et
Fernand Widal découvrent le vaccin contre la
typhoïde.
En 1921, Albert Calmette et Camille Guérin
mettent au point un
vaccin contre la tuberculose appelé le BCG.
En 1944, Thomas Francis Jr. Crée un vaccin
contre la grippe.
En 1960, John franklin
Engers met au point un
vaccin contre la rougeole.
En 1962, Thomas Weller, Franklin Allen Neva et Paul Douglas
Parkman réalisent le
vaccin contre la rubéole.
En 2006, le laboratoire
français Sanofi Pasteur
MSD met au point le
gardasil contre le papillomavirus.
En 2009, de nombreux
pays lancent une campagne de vaccination
contre la grippe A
(H1N1).
La mise au point de
vaccins nouveaux reste
un enjeu majeur dans la
prise en charge de nombreuses maladies et les
avancées spécifiques en
la matière foisonnent.
Le principe d’action de
la vaccination a été expliqué par louis Pasteur
et ses collaborateurs
Roux et Duclaux, suite
aux travaux de Robert
Koch mettant en relation les microbes et les
maladies. Cette découverte lui permit d’améliorer la technique. Sa
première vaccination
fut la vaccination d’un
troupeau de moutons
contre le charbon le 5
mai 1881. La première
vaccination humaine
(hormis la vaccination
au sens originel de Jenner) fut celle d’un enfant contre la rage le 6
juillet 1885.
QU’EST-CE QUE LA
VACCINATION
Il s’agit d’un procédé
consistant à introduire
un agent infectieux
inactivé ou atténué dans
un organisme vivant
pour provoquer une action immunitaire positive.
La substance active
d’un vaccin est un antigène destiné à stimuler
les défenses naturelles
de l’organisme (le système immunitaire). La
réaction immunitaire
primaire permet en parallèle une mise en mémoire de l’antigène présenté pour qu’à l’avenir, lors d’une contamination vraie, l’immunité acquise puisse s’activer de façon plus rapide.
Il existe quatre types de
vaccins selon leur préparation : vaccins issus
d’agents infectieux
inactivés, vaccins issus
d’agents vivants atténués, les vaccins synthétiques et les vaccins
constitués de toxines
inactivées.
VACCINS ISSUS
D’AGENTS INFECTIEUX INACTIVES
Pour inactiver un agent
infectieux, il faut multiplier en très grand nombre le virus puis il faut
le détruire par de la
chaleur ou chimiquement. Cette méthode
permet de détruire les
micros- organismes infectieux car ils perdent
leur caractère pathogène.
Pathogène : qui entraîne une maladie.
17
VACCINS ISSUS
D’AGENTS VIVANTS ATTENUES
On les reproduit en très
grand nombre jusqu’à
ce qu’ils perdent naturellement ou artificiellement leur caractère
pathogène. Leur souche
est alors incapable de
développer la maladie
entièrement.
Les souches obtenues
sont alors incapables de
développer entièrement
la maladie qu’elles causaient auparavant, mais
conservent cependant
leurs antigènes et leurs
capacités à induire des
réponses immunitaires.
Ce genre de vaccin est
généralement plus efficace et son effet plus
durable que celui qui
est composé d’agents
infectieux inactivés. En
revanche, comme il est
constitué de microorganismes dont la viabilité doit être maintenue pour être efficace,
sa conservation est plus
difficile.
LES VACCINS SYNTHETIQUES
Les vaccins synthétiques sont constitués des
molécules de surface
des agents infectieux
afin d’obtenir des réponses immunitaires
sans avoir à conserver
inactiver et introduire le
virus concerné.
LES VACCINS
CONSTITUES DE
TOXINES INACTIVEES
Lorsque les symptômes
les plus graves de la
maladie sont dus à la
production de toxines
par l’agent infectieux, il
est possible de produire
des vaccins uniquement
à partir de ces toxines
en les inactivant chimiquement ou par la chaleur (une toxine ainsi
rendue inoffensive est
alors fréquemment appelé « toxoide » ou plus
généralement
« anatoxine »).
De cette façon des vaccins sont produits par
exemple contre la grippe, le choléra, la peste
ou l’hépatite A.
LES CONSEQUENCES DE L’INTRODUCTION D’UN ANTIGENE
La reconnaissance entre
antigène et anticorps est
par exemple mise à profit dans la lutte contre
les toxines bactérien-
nes. Ces toxines agissent en se fixant sur des
récepteurs présents à la
surface des cellules de
l’organisme, ce qui provoque des dérèglements
importants de l’activité
cellulaire. En se fixant
sur ces toxines, les anticorps anti-toxine les
neutralisent et préviennent les liaisons avec
les récepteurs cellulaires.
Après avoir reconnu un
antigène grâce à sa partie variable, un anticorps peut se lier à des
cellules du système
immunitaire. Ainsi, les
anticorps fixés sur une
bactérie peuvent se lier
aux macrophages et déclencher une phagocytose.
FONCTIONNEMENT DES ANTICORPS PAR RAPPORT AUX ANTIGENES CREES PAR LE
VACCIN.
QU’EST CE QU’UN
ANTICORPS
Un anticorps est une
protéine complexe utilisée par le système immunitaire pour détecter
et neutraliser les antigènes de manière spécifique.
18
Les anticorps sont sécrétés par des cellules
dérivées des lymphocytes B : les plasmocytes.
Un anticorps est dirigé
contre un antigène ou
un corps étranger. Il
sert à défendre l’organisme contre les affections dans le corps. Il
est représenté par entre
autres les globules
blancs ou leucocytes.
Les anticorps constituent l’immunoglobuline principale du sang.
QU’EST CE QU’UN
ANTIGENE
Un antigène est une
macromolécule naturelle ou synthétique, reconnue par des anticorps ou des cellules du
système immunitaire et
capable d’engendrer
une réponse immunitaire.
Les antigènes sont généralement des protéines, des polysaccharides et leurs dérivés lipidiques.
Chaque anticorps ne
fonctionne qu’avec un
certain type d’antigène.
EXPERIENCE :
COMMENT FONCTIONNENT LES ANTIGENES DU VACCIN PAR RAPPORT
AUX ANTICORPS
Dans un premier temps,
on fait chauffer 5ml
d’agar chaud que l’on
verse dans une boîte de
pétri. Ensuite, on élimine les bulles et on la
laisse refroidir sans
mettre le couvercle.
Dans un second temps,
on creuse six puits à
l’intérieur du gel d’agar
à l’aide d’un gabarit de
perçage. Après, on élimine les disques du gel
avec un cure-dent. Pour
finir, on dépose les différents produits.
TECHNIQUE
D’OUCHTERLONY
Il s’agit d’une méthode
d’immuno-diffusion sur
gel d’agar coulé dans
une boîte de pétri.
Les solutions sont déposées dans des puits
creusés dans le gel et
diffusent de façon homogène dans toutes les
directions autour du
puit. Deux auréoles de
diffusion peuvent donc
entrer en contact lorsqu’elles ont suffisamment progressé. Cette
zone de contact reste
invisible si il n’y a pas
de réaction entre les
deux solutions. En revanche, elle se traduit
par un arc de cercle visible à l’œil nu lorsque
les deux solutions réagissent.
La méthode de double
diffusion en gel
d’Ouchterlony est une
méthode d’immunoprécipitation fondée sur la
diffusion d’antigènes et
d’anticorps en milieu
solide (en général un
gel d’agarose) à partir
de puits placés en vis-àvis. Lorsque les molécules d’anticorps rencontrent les molécules
d’antigènes, la liaison
antigène anticorps
conduit à la précipitation des complexes immuns dans la zone de
rencontre si l’anticorps
reconnaît l’antigène. Le
précipité se forme dans
la zone où les concentrations des deux solutions sont présentes
sous la forme d’un arc
blanchâtre visible à
l’œil nu.
La méthode d’Ouchterlony peut être utilisée
notamment pour détecter la présence d’anticorps spécifiques dans
un sérum pour mettre
en évidence un antigène donné dans un liquide biologique, pour déterminer la zone d’équivalence ou pour
19
évaluer le degré d’identité (nul, total ou partiel) entre différents antigènes. En effet, des
antigènes possédant une
identité partielle avec
celui contre lequel ont
été produits les anticorps sont susceptibles
de donner une réaction
croisée conduisant à des
arcs de précipitations
d’aspect particulier. On
peut aussi identifier des
relations de parenté entre les organismes dont
proviennent les antigènes et celui ayant fourni
les
anticorps.
QU’EST-CE QU’UN
ANTICORPS
Les immunoglobulines
sont des substances fabriquées par l’organisme destinées à se défendre contre les agressions des microbes.
C’est ce qu’on appelle
également des anticorps. Elles sont fabriquées par les globules
blancs.
QUEL EST LE ROLE
DES ANTICORPS:
Les anticorps ont un
double rôle :
Résultats : après quelques heures de diffusion, les arcs de précipitation sont visibles à
l’œil nu mais ils peuvent aussi être colorés
pour améliorer leur visibilité.
1 - ils reconnaissent des
antigènes à la surface
de corps étrangers tels
que bactéries et virus
ou à la surface de cellules tumorales.
2 - ils interviennent
dans les mécanismes
d’élimination de ces
corps étrangers en
créant un complexe immunitaire.
Les anticorps ont pour
fonction de se fixer sur
l’antigène à la fois pour
l’immobiliser grâce à sa
structure lourde et à la
fois pour en prendre en
quelque sorte une empreinte. L’antigène une
fois immobilisé et quel
que soit sa nature
(molécule, microbe ou
parasite) prend alors le
nom d’antigène.
Cette association antigène-anticorps forme
un complexe facilement
repérable par les cellules de l’immunité.
Selon le type d’agresseur et selon les cas,
l’ensemble antigèneanticorps est détruit soit
par les polynucléaires,
soit par certains lymphocytes, soit par une
grosse molécule enzymatique qu’on appelle
le complément.
Cet ensemble antigèneanticorps complément
forme ce qu’on appelle
un immun-complexe.
20
STRUCTURE DE
BASE DES IMMUNOGLOBULINES
(ANTICORPS)/
classes d’immunoglobulines entre elles, ce
sont leurs chaînes lourdes.
Les immunoglobulines
sont formées de 4 chaînes :
2 chaînes lourdes
identiques
2 chaînes légères
identiques
Les anticorps sont des
glycoprotéines de la superfamille des immunoglobulines formées de
quatre chaînes polypeptidiques : 2 chaînes
lourdes et 2 chaînes légères de la molécule.
Ces chaînes forment
une structure en Y et
sont constitués de domaines immunoglobulines de 110 acides animés environ. Chaque
chaîne légère est constituée d’un domaine
constant et d’un domaine variable. Les chaînes
lourdes sont composées
d’un fragment variable
et de 3 ou 4 fragments
constants selon l’isotype. Pour un anticorps
donné, les deux chaînes
lourdes sont identiques,
de même pour les deux
chaînes légères.
Les immunoglobulines
sont constituées de 4
chaînes protéiques, elles- mêmes formées par
l’enchaînement d’acides aminés. Deux de
ces chaînes sont légères
car constituées de peu
d’acides aminés et surtout de faible poids.
Deux autres sont lourdes puisqu’elles sont
composées de nombreux acides aminés
lourds. Pour chaque immunoglobuline, les
chaînes lourdes sont
identiques entre elles et
les chaînes légères également. Ce qui différencient les différentes
MES SOURCES :
http://www.snv.jussieu.fr/
bmedia/ATP/immu2.htm
http://www8.umoncton.ca/umcmgauthier_didier/siitub/iddies.html
http://fr.wikipedia.org/wiki/
Anticorps
http://fr.wikipedia.org/wiki/
Vaccination
http://fr.wikipedia.org/wiki/
Antigène
http://www.docteurclic.com/
traitement/
immunoglobulines.aspx
http://vaccins.e-monsite.com/
rubrique,histoire,640683.html
http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/
biologie/photossql/photos.php?
RollID=images&FrameID=ouchterlo
ny
BILLON Melvyn
VALENTIN Paul
FERRET Emilien
21
Nous avons décidé de
déterminer nous même cette vitesse:
Le son,
vitesse et propagation
Le son est une onde produite par la vibration
mécanique d'un support fluide ou solide et qui
se propage grâce à l élasticité du milieu environnant. Les vibrations des tranches d’air se
font horizontalement c'est-à-dire dans la même
diretion que la propagation du son. On parle
d’ondes longitudinales. Nous avons modélisé
la propagation du son en utilisant un ressort à
spire non jointive: lorsque l’on
comprime une extrémité du ressort
et qu’on la relâche, on voit se propager la déformation (zone sombre
qui coïncide avec le rapprochement
des spires) le long du ressort.
On peut alors se demander quelle est la vitesse
de propagation du son dans l’air et si ce dernier se propage de la même façon dans le vide?
Les premières expériences visant à mesurer la
vitesse du son sont l'œuvre de Marin Mersenne
durant la Renaissance. Selon Mersenne, l'air se
meut "en bloc", pour ainsi dire sans élasticité,
parce qu'il n'y a pas de vide. Cependant une
valeur excessive sera donnée : 1 473 pieds par
seconde. sa vitesse est de: le son se propage
approximativement à 340 m/s (1 224 km/h)
dans l'air, dans l'eau douce et à environ
1 500 m/ s. Durant le XVIIe siècle d'autres expériences sont menées par Edmond Halley et
Robert Boyle ainsi que par Giovanni Cassini .
L'Académie des sciences française décide alors
d'organiser des nouvelles expériences en 1738.
À l'aide de coups de canon tirés la nuit (pour
voir les flammes sortant de la bouche de l'arme) entre l'Observatoire de Paris , Montmartre,
Fontenay-aux-Roses et Montlhéry; on estime
la vitesse du son à 333 m/s. Une fois de plus,
les résultats sont contradictoires avec la répétition de l'expérience en Allemagne.
-Nous avons utilisé
un émetteur et un récepteur d’ultrasons.
Nous les avons séparés par des distances
d allant de 10à 50cm.
A l’aide d’une interface d’acquisition
nous avons enregistrer les signaux et
déterminer le temps t séparant l’émission de la
réception . cette expérience sera assisté d un
ordinateur. Nous avons alors tracé le graphique
représentant d en fonction du temps. La courbe
obtenue est une droite. Son coefficient directeur représente la vitesse du son dans l’air. En
effet nous avons V=d/t.
A 16°C nous avons pu calculer une vitesse de
343m/s et de 346m/s à 21°C. Plus la température est élevée plus la vitesse de propagation
est importante.
Influence du milieu:
Nous avons placer un réveil alors qu’il sonnait
sous une cloche à vide (cloche sous laquelle on
peut créer un vide, voir photo ci-dessus). En
faisant progressivement le vide le réveil cesse
d’être audible..
Pour vérifier que le réveil fonctionnait bien
nous avons arrêter la pompe et laisser l’air à
nouveau entrer dans la pompe. Le son de la
cloche est-il redevenu audible.
Le son pour se propager à donc besoin d’un
milieu matériel. Il se propage d’autant plus vite
que ce milieu est dense.
RG, MAB et NB.
22
LE SIDA TUE ENCORE
23
LE SIDA TUE ENCORE
L'épidémie progresse dans des régions que l'on croyait jusque là épargnées (Amérique du Sud, Caraïbes). Elle fait des ravages en Afrique,
mais aussi en Russie, dans la partie la plus orientale de l'Europe de l'Est
(Pays Baltes, Ukraine), et en Chine. Dans les pays occidentaux (Europe,
Amérique du Nord, Australie et Nouvelle Zélande), la régression de la
maladie (due à l'accès aux nouveaux traitements) laisse place à une stagnation du nombre de nouveaux cas.
Les premiers cas de Sida ont été
décrits aux Etats-Unis, en 1981.
A ce moment-là, on ne parlait
pas encore de sida (Syndrome
d'Immunodéficience Acquise)
pour décrire ce nouveau syndrome d'immunodéficience inexpliqué : il portait plusieurs noms,
entre autres le " gay syndrome ",
car il fut initialement identifié
chez des homosexuels.
Courant 1982, les médecins français commencent à se mobiliser
avec l'apparition en France de
cas similaires. Cette maladie découverte chez des homosexuels,
observée par la suite chez des
hémophiles transfusés. Ce que
peut s'expliquer par les transfutions de sang administrées au
malade.
En mai 1983 dans la revue
Science, la première description
du virus responsable du Sida,
que l'équipe à l'Institut Pasteur
avait appelé à l'époque
"Lymphadenopathy Associated
Virus " ou LAV.
Le lien de causalité entre ce virus et le sida restait encore en effet à démontrer.
Plus tard dans l'année 1983, les
scientifiques de l'unité d'Oncologie virale apportent la preuve
qu'il s'agit bien d'un rétrovirus,
ce que certains contestaient à
l'époque.
Carte du monde représentant ne nombre de sidaïste dans les pays les plus
contaminés.
24
Comment attrape-on ce virus?
Le sida se transmet tout d'abord par
une personne infectée par rapport
sexuel non protégé ou par injection
de sang contaminé.
Et enfin une femme porteuse du virus
étant enceinte le transmet à son enfant, elle le transmet à travers les
échanges sanguins de la mère à l'enfant généralement pendant le dernier
trimestre de grossesse ou par l'allaitement.
Cycle du vih
Le virus du sida présent dans le sang
est capable de se fixer à des cellules
particulières du système immunitaire : les lymphocytes T4. Ces lymphocytes sont ainsi nommés, car porteurs
de la protéine transmembraire CD4.
La fixation du virus à ces cellules fait
intervenir CD4 (reconnu par la protéine gp120 du virus), ainsi que d'autres
protéines membranaires (les corécepteurs). A partir de cette fixation,
le matériel génétique du VIH peut pén é t r e r d a n s l e l y mp h o c yt e .
Il est à noter que le VIH peut en fait
infecter de nombreux types cellulaires différents.
Une fois dans le cytoplasme, l'ARN
du virus est rétrotranscrit en ADN
double brin. Cet ADN pénètre dans le
noyau, et s'intègre au génome de la
cellule hôte. L'expression des gènes
du virus permet alors la fabrication
des protéines du virus. Assemblées,
elles permettent la formation de nouveaux virions, qui bourgeonnent de la
cellule, en s'entourant au passage
d'une membrane (héritée de la cellule
infectée). Ceci permet la libération de
nouveaux virus dans le sang de l'org a n i s m e
i n f e c t é .
Il est à noter que l'expression du génome viral se réalise grâce à la machinerie de transcription (puis de traduction) de la cellule infectée.
25
Entrée du VIH dans les cellules:
Le virus du SIDA utilise pour rentrer
dans ses cellules hôtes les protéines
présentes à sa membrane et à celle de
la cellule hôte. La protéine virale gp
120 possède en effet un domaine de
liaison à la protéine CD 4. Le virus
du SIDA est ainsi capable de se fixer
spécifiquement aux lymphocytes T4,
qui portent cette protéine à leur membrane. Cette fixation de gp 120 à CD
4 conditionne l'ensemble des étapes
suivantes permettant la pénétration de
la nucléocapside virale dans le lymphocyte.
La fixation de gp 120 à CD 4 permet
de démasquer une autre protéine
membranaire virale : gp 41. Celle-ci
s'insert alors dans la membrane du
lymphocyte, permettant la fusion des
deux membranes, et ainsi l'entrée du
virus dans la cellule.
Evolution de l'infection virale:
On distingue 3 phases lors d'une infection par le virus du SIDA :
La primo-infection :
Juste après la contamination par le
VIH, le nombre de virus présents (=
charge virale) augmente fortement,
puis diminue rapidement, du fait de la
réponse du système immunitaire;
Test d’OUCHTERLONY :
Nous avons effectué le test d’ouchterlony qui est une méthode d’immunodiffusion sur gel. Il consiste à savoir
si les anticorps d’albumine de sérum
de bœuf sont spécifique au sérum de
lapin. Une fois le gel de gélose disposé dans le boîte de pétri et les puits
creusés, on réalisera des dépots avec
du sérum de bœuf, du sérum de cheval, du lait de vache et de l’œuf de
poule.
Ce qui va nous permettre de les comparer les uns aux autres. On remarque
qu’une fois l’expérience terminée
c’est le sérum de bœuf qui réagie. On
en déduit donc que les anticorps sont
spécifiques d’un antigène.
26
La phase asymptomatique :
DA :
l'individu atteint ne présente aucun
symptôme de la maladie, et le nombre
de virus n'augmente que très légèrement, mais le nombre de variant augmente fortement... Malgré le contrôle
de la maladie par le système immunitaire, les lymphocytes T sont progressivement détruits par le virus.
Le système immunitaire est débordé,
le nombre de virus augmente fortement, les symptômes apparaissent.
Test ELISA :
C’est un test que nous avons effectué,
il s’agit d’un procéder qui permet de
doser les antigènes et les anticorps
grâce à l’utilisation d’un marqueur.
Dans la méthode ELISA, ces marqueurs sont des enzymes. Cette méthode permet de détecter des anticorps qui sont dirigés contre un virus
ou une bactéries autrement dit le test
ELISA va permettre de savoir si une
personne est affecté ou pas par un
micro-organisme l’individu est considéré séropositif quand il existe une
infection, et séronégatif dans le cas
inverse. Le test ELISA sert notamment à mettre en évidence une séropositivité quand un individu a été au
contact du VIH.
Le
SI-
Résultat du test ELISA
Maladie opportune liée au VIH :
Deux facteurs expliquent l’apparition
de maladies opportunistes chez une
personne infectée par le VIH sont un
système immunitaire très affaibli par
le
virus, et la présence de microbes et
d’autres agents pathogènes dans notre
environnement quotidien.
Parmi les maladies opportunistes les
plus courantes:
. Les infections bactériennes : tuberculose, pneumonies bactériennes et
septicémie («empoisonnement du
sang»)
. Les infections parasitaires : pneumonie, Pneumocystis carinii (PCP),
toxoplasmose, microsporidiose.
. Les infections virales : infections à
CMV (cytomégalovirus), à herpès
simplex
. Les néoplasies (tumeurs) liées au
VIH : sarcome de Kaposi, lymphome
et carcinome.
27
Les recherches:
Les recherches de traitement contre le
virus du SIDA sont multiples. Elles font
appel aux connaissances actuelles sur le
cycle du virus.Il existe de nombreuses
voies de traitement, visant donc à bloquer le développement du VIH.Des traitements visant à prévenir l'infection
(blocage de l'attachement et de la pénétration du virus dans la cellule), qui
étaient encore inéfficaces il y a peu, sont
en cours de développement.
Les traitements actuels utilisent un mélange d'inhibiteurs de la réverse transciptase et d'antiprotéases : ces traitements sont efficaces mais ils n'éliminent
pas le virus de l'organisme infecté. Leur
action est essentiellement de bloquer
l'expansion du virus: ceci nécessite donc
un traitement à vie.
La prévention est donc le meilleur traitement pour l'instant !
Médicaments du traitement contre le SIDA
Sources:
Wikipedia
Logiciel du VIH
Passeportsante.net
Snv.jussieu.fr
Réalisé par :
Pauline MATHON
Laureen BETIN
Leslie DANIEL
et Gwenaëlle OLIVIER
,
28
La Vision
L'œil:
L’œil est l’organe qui nous
permet de traiter les images.
La fonction de l'œil est de
recevoir et de transformer
les vibrations électromagnétiques de la lumière en
influx nerveux qui sont
transmis au cerveau. L'œil
fonctionne comme un appareil photographique.
Il est constitué de la sclérotique, la partie blanche
de l’œil, du nerf optique,
qui permet à l’image traitée d’aller au cerveau, et
de l’iris, qui donne à notre
sa couleur (bleu, marron,
vert, …).
Schématisation d’un œil humain
Dans l’œil, certaines
parties sont transparentes et laissent passer la
lumière. Ces parties sont la cornée, c’est par là que
la lumière passe en premier, puis l’humeur aqueuse,
qui est un liquide qui se trouve entre la cornée et
l’iris. Ensuite, la lumière passe par le cristallin qui
est une lentille convergente et qui grossit l’image et
la
retourne. Puis elle passe par l’humeur vitrée et
termine son trajet sur la rétine qui reçoit l’image à
29
La Rétine
La rétine est la couche sensible à la lumière grâce aux photorécepteurs. Elle
contient 70% des cellules réceptrices de
l’organisme humain. Elle possède 2 types
de photorécepteurs :
Les bâtonnets: ils sont environ 130
millions et ont une très grande sensibilité
à la lumière, c’est à eux que l’on doit notre capacité à percevoir de très faibles
lueurs la nuit. Mais ils ont une faible perception des détails et des couleurs car plusieurs dizaines de bâtonnets ne sont liés
qu’à une seule fibre du nerf optique. Ils
contiennent une substance chimique appelée rhodopsine. Quand la lumière frappe
une molécule de rhodopsine, celle-ci génère un faible courant électrique. Ces signaux vont former un message qui sera
transmis aux cellules nerveuses de la rétine.
Les cônes: Ils sont environ 5 à 7 millions.
Leur sensibilité à la lumière est très faible
mais leur perception des détails est très
grande pour deux raisons : il y a une densité très élevée de cônes et chacun d’entre
eux transmet son information à plusieurs
fibres du nerf optique. Ils ont donc une
très bonne sensibilité aux couleurs. Il en
existe trois types selon le pigment qu’ils
contiennent et ont donc une sensibilité à
des ondes lumineuses de longueurs
différentes : cônes contenant de
l'erythropsine (sensibles au rouge), de la
chloropsine (vert), de la cyanopsine
(bleu).
30
Perception des couleurs par l’œil.
L’œil peut visualiser différentes couleurs
que l’on appelle spectre de couleur : il
est composé de violet, indigo, bleu, vert,
jaune, orange et rouge. Le mélange de
toutes les couleurs forme la couleur blanche et le mélange de deux couleurs
forme une couleur différente, ainsi le
bleu et le jaune forment du vert, le rouge
et le bleu forment du violet…
Il existe deux sortes de lumière :
-La lumière naturelle, celle que nous envoient le soleil et les corps incandescents.
-La lumière artificielle comme les ampoules, les halogènes, les bougies…
Notre rétine est tapissée de deux types de
récepteurs d’images. Certains n’ont pas
besoin de beaucoup de lumière:
Ce sont les 125 millions de bâtonnets qui
fabriquent des images en noir et blanc.
C’est ce qui nous permet de voir la nuit.
D’autres ont besoin de beaucoup de
lumière :
Ce sont les cônes qui se dénombrent à 7
millions et qui enregistrent les couleurs.
Toutes
ces
informations
passeront par
la suite dans
le nerf optique qui relie
l’œil au cerveau.
L’image
formée sur la
rétine est
envoyée au cerveau sous la forme d’impulsions éclectiques le long de ce nerf.
Ces impulsions seront envoyées jusqu’au lobe occipital et c’est ici que l’image sera interprétée par notre cerveau.
Toutes ces étapes se font seulement en
quelques
millisecondes.
Le trajet de l’image de l’œil au cerveau
L’œil n’est que la première phase de la
vision car la perception des formes, des
couleurs et des mouvements qui
permettent la reconnaissance des objets
ou des personnes constituent des actions
complexes qui exigent un traitement dans
de nombreuses parties du système visuel
situé au niveau du cerveau.
Pour comprendre la vision, on peut la
décrire en trois niveaux
- Le trajet des rayons lumineux de l’objet
jusqu’à la rétine (vue précédemment) ;
- La transmission de cette information au
cerveau ;
- La représentation mentale de l’objet
c’est-à-dire la perception.
Les axones (fibres nerveuses) des cellules
ganglionnaires (voir coupe rétine) de la
rétine se rassemblent pour former le nerf
optique. C’est par lui que l’information
visuelle, maintenant traduite en influx
nerveux se propagera le long du nerf et se
rendra jusqu’aux différentes
structures cérébrales responsables de
l’analyse du signal visuel.
Les nerfs optiques
quittent donc les
deux yeux au niveau
des disques optiques
et se réunissent pour
former le chiasma
optique (partie du
cerveau où les deux
nerfs optiques se croisent). L’image sera
ensuite envoyée dans le
cortex occipital qui se trouve au dessus
du cervelet.
31
Quand notre œil se trompe !
Illusions d’optique naturelle.
Parfois notre œil ne perçoit pas
l’image comme elle est réellement,
ces phénomènes s’appellent les
illusions d’optique. Elles peuvent
être naturelles ou crées par
l’homme.
L'illusion d’optique résulte d'une
mauvaise analyse par notre
système visuel des informations
qui lui parviennent. Cette erreur
d'analyse peut donc entraîner la
perception d'un objet qui n'est pas
présent, à l'inverse nous rendre
« aveugle » à un objet pourtant
présent ou encore nous donner une
image fausse de la réalité.
Chacun d’entre nous a déjà été
victime de cette illusion d'optique
qui consiste à percevoir sur une
route asphaltée chauffée par le
Soleil, l'image renversée d'un
objet, comme s'il se reflétait à la
surface de l'eau.
Lorsque nous regardons une route chaude ou un
désert, nous pouvons avoir cette impression que
l’image se reflète sur le sol comme sur de l’eau.
Ce phénomène est dù aux ondes qui se propagent en temps normal en ligne droite. Mais il
peut y avoir ce qu’on appelle la réfraction. Le
phénomène de réfraction se produit à l’interface
entre deux milieux dans lesquels les vitesses de
propagation sont différentes, ce qui crée ce genre d’illusion.
Illusion crée.
Il y a plusieurs types d’illusions
créée par l’homme.
1) Celles créées d’une façon
artistique, qui sont réparties en
différents groupes :
-Les illusions paradoxales ou
images impossibles, ce sont des
images qu’on ne peut pas retrouver
dans la nature.
Ici, c’est un
Escalier impossible
32
-Les illusions paradoxales sont des ima- 2) Celle créée pour des fins
ges qu’on ne peut pas retrouver dans la commerciales.
Ces dernières sont les images subliminanature.
les, et consiste à faire passer une image
Le cube de très rapidement de façon à ce que notre
Necker est le cerveau ne s’en rende pas compte, mais
plus connu l’image sera traitée par notre
d’entre elles. subconscient. C’est une sorte de
publicité qu’on ne remarque pas.
Sur cette photo qui a été publiée sur
divers magazines avec Gwen Stefani,
on peut voir un visage démoniaque
sur sa robe.
Figure 1
Figure 2
Ce tableau (figure 1) à première vue ordinaire a en fait un secret. En effet, si on
tourne l’image a 45°, on peut voir l’autoportrait de l’artiste.