Partie I : Restitution des connaissances (Immunologie) (5 Points)
Questions directes, QCM, Vrai/Faux et Appariement
5 pts
- I.1. Citez deux types de cellules qui interviennent dans la réponse immunitaire non spécifique. 0.5 pt
- I.2. Citez deux rôles du système du complément. 0.5 pt
II. Pour chacune des données numérotées de 1 à 4, il y a une seule proposition correcte. Recopiez les couples (1,...), (2,...), (3,...), (4,...) et adressez à chaque numéro la lettre qui correspond à la proposition correcte : 2 pts (0.5 pt x 4)
1. Les organes lymphoïdes centraux sont :
a- Les plaques de Peyer et le thymus.
b- Les ganglions lymphatiques et le thymus.
c- La moelle osseuse et le thymus.
d- La rate et les ganglions lymphatiques.
a- Les plaques de Peyer et le thymus.
b- Les ganglions lymphatiques et le thymus.
c- La moelle osseuse et le thymus.
d- La rate et les ganglions lymphatiques.
2. Par rapport à la réponse immunitaire primaire, la réponse secondaire est :
a- Moins rapide et plus forte.
b- Moins rapide et moins forte.
c- Plus rapide et plus forte.
d- Plus rapide et moins forte.
a- Moins rapide et plus forte.
b- Moins rapide et moins forte.
c- Plus rapide et plus forte.
d- Plus rapide et moins forte.
3. Le complexe immun se forme par liaison entre :
a- Les anticorps et le complément.
b- Les anticorps et l'antigène.
c- Les antigènes et le complément.
d- Les lymphocytes Tc et l'antigène.
a- Les anticorps et le complément.
b- Les anticorps et l'antigène.
c- Les antigènes et le complément.
d- Les lymphocytes Tc et l'antigène.
4. Au cours de la phase de la sensibilisation allergique :
a- Les plasmocytes secrètent les immunoglobulines de type E (IgE).
b- Les mastocytes secrètent les immunoglobulines de type E (IgE).
c- Les plasmocytes secrètent l'histamine.
d- Les mastocytes secrètent l'histamine.
a- Les plasmocytes secrètent les immunoglobulines de type E (IgE).
b- Les mastocytes secrètent les immunoglobulines de type E (IgE).
c- Les plasmocytes secrètent l'histamine.
d- Les mastocytes secrètent l'histamine.
III. Recopiez le numéro qui correspond à chaque proposition parmi les propositions suivantes, et écrivez devant chacun d'eux « vrai » ou « faux » : 1 pt (0.25 pt x 4)
1. Au cours de la réaction immunitaire non spécifique il y a sécrétion des histamines et des prostaglandines.
2. Au cours de la réaction immunitaire spécifique, les lymphocytes $T_4$ reconnaissent directement l'antigène.
3. Les lymphocytes B interviennent dans la réaction immunitaire spécifique humorale.
4. Le VIH se fixe sur les lymphocytes $T_4$ après reconnaissance entre la protéine $\text{gp}_{120}$ et le récepteur $\text{CD}_8$.
IV. Recopiez les couples (1,...), (2,...), (3,...), (4,...) et adressez à chacune des cellules effectrices de l'ensemble 1 la lettre qui lui correspond parmi leurs fonctions indiquées dans l'ensemble 2 : 1 pt (0.25 pt x 4)
| Ensemble 1 (Cellules) | Ensemble 2 (Fonctions) |
|---|---|
| 1- Lymphocyte B | a- Intervient dans la réponse immunitaire non spécifique en détruisant l'antigène. |
| 2- Lymphocyte $T_h$ | b- Se différencie en plasmocyte sécrétrice d'anticorps. |
| 3- Macrophage | c- Reconnait les antigènes présentés par les protéines du complexe CMH-I. |
| 4- Lymphocyte $T_8$ | d- Reconnait les antigènes présentés par les protéines du complexe CMH-II et active les réponses immunitaires spécifiques. |
Partie II : Raisonnement scientifique et communication (15 Points)
Exercice 1 : Consommation de la matière organique et flux d'énergie (Métabolisme musculaire & AICAR)
3 pts
Un jeune athlète pratique la course de longue durée depuis plusieurs années. Malgré un entraînement régulier, il ressent une fatigue musculaire précoce.
• Donnée 1 : On distingue deux types de fibres musculaires I et II dont les caractéristiques sont résumées dans le document 1 :
*SDH et MDH : enzymes du cycle de Krebs. *LDH : enzyme catalysant la transformation du pyruvate en lactate. (+++ élevé, + faible).
Le document 2 présente un schéma simplifié issu d'une observation microscopique de coupes transversales au niveau du muscle quadriceps chez le jeune athlète et chez un marathonien performant :
• Donnée 2 : Les recherches ont montré que la synthèse de la protéine intégrine $\alpha 6 \beta 4$ est contrôlée par un gène portant le nom ITGB4. Le document 3 présente deux fragments de brins non transcrits de deux allèles du gène ITGB4 : l'un chez une personne saine et l'autre chez une personne malade. Le document 4 présente le tableau du code génétique.
• Donnée 3 : Traitement par un antibiotique appelé la gentamicine (Documents 5 et 6) :
• Donnée 4 : Arbre généalogique d'une famille touchée par la maladie (Document 7). (Utilisez M et m pour les allèles) :
• Donnée 5 : Les épidermolyses bulleuses touchent environ une personne parmi 20 000 dans le monde ($f(\text{malades}) = 1/20000$). Population à l'équilibre de Hardy-Weinberg.
• Donnée 1 : On distingue deux types de fibres musculaires I et II dont les caractéristiques sont résumées dans le document 1 :
| Type de fibres | MDH / SDH* | LDH* | Nombre de mitochondries | Vitesse de contraction | Résistance à la fatigue | Production d'énergie |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Type I | +++ | + | +++ | Lente | +++ | +++ |
| Type II | + | +++ | + | Rapide | + | + |
- 1. En vous basant sur les données du document 1, comparez les caractéristiques des deux types de fibres, et déduisez la voie métabolique dominante pour chaque type de fibre. 1 pt
Le document 2 présente un schéma simplifié issu d'une observation microscopique de coupes transversales au niveau du muscle quadriceps chez le jeune athlète et chez un marathonien performant :
- 2. En vous basant sur le document 2 et les données précédentes, comparez l'abondance des deux types de fibres musculaires chez le jeune athlète par rapport au marathonien, puis montrez que les muscles du jeune athlète ne sont pas adaptés à la pratique des sports de longue durée. 0.5 pt
• Donnée 2 : Les recherches ont montré que la synthèse de la protéine intégrine $\alpha 6 \beta 4$ est contrôlée par un gène portant le nom ITGB4. Le document 3 présente deux fragments de brins non transcrits de deux allèles du gène ITGB4 : l'un chez une personne saine et l'autre chez une personne malade. Le document 4 présente le tableau du code génétique.
| Numéros des triplets |
$\underbrace{\text{1}}_{}$
$\underbrace{\text{2}}_{}$
$\underbrace{\text{3}}_{}$
$\underbrace{\text{4}}_{}$
$\underbrace{\text{5}}_{}$
$\underbrace{\text{6}}_{}$
$\underbrace{\text{7}}_{}$
|
| Fragment de l'allèle ITGB4 chez une personne saine |
CAG
ACC
GAG
GAC
CGA
GGA
CGG
Sens de lecture $\longrightarrow$
|
| Fragment de l'allèle ITGB4 chez une personne malade |
CAG
ACC
GAG
GAC
TGA
GGA
CGG
Sens de lecture $\longrightarrow$
|
Document 3
Tableau du code génétique
| $1^{\text{ère}}$ lettre | $2^{\text{ème}}$ lettre | $3^{\text{ème}}$ lettre | |||
|---|---|---|---|---|---|
| U | C | A | G | ||
| U | UUU (Phe) UUC (Phe) |
UCU (Ser) UCC (Ser) |
UAU (Tyr) UAC (Tyr) |
UGU (Cys) UGC (Cys) |
U C |
| UUA (Leu) | UCA (Ser) | UAA (STOP) | UGA (STOP) | A | |
| UUG (Leu) | UCG (Ser) | UAG (STOP) | UGG (Trp) | G | |
| C | CUU (Leu) CUC (Leu) |
CCU (Pro) CCC (Pro) |
CAU (His) CAC (His) |
CGU (Arg) CGC (Arg) |
U C |
| CUA (Leu) | CCA (Pro) | CAA (Gln) | CGA (Arg) | A | |
| CUG (Leu) | CCG (Pro) | CAG (Gln) | CGG (Arg) | G | |
| A | AUU (Ile) AUC (Ile) |
ACU (Thr) ACC (Thr) |
AAU (Asn) AAC (Asn) |
AGU (Ser) AGC (Ser) |
U C |
| AUA (Ile) | ACA (Thr) | AAA (Lys) | AGA (Arg) | A | |
| AUG (Met) | ACG (Thr) | AAG (Lys) | AGG (Arg) | G | |
| G | GUU (Val) GUC (Val) |
GCU (Ala) GCC (Ala) |
GAU (Ac.asp) GAC (Ac.asp) |
GGU (Gly) GGC (Gly) |
U C |
| GUA (Val) | GCA (Ala) | GAA (Ac.glu) | GGA (Gly) | A | |
| GUG (Val) | GCG (Ala) | GAG (Ac.glu) | GGG (Gly) | G | |
Document 4
- 2. En vous basant sur les documents 3 et 4, donnez les séquences d'ARNm et d'acides aminés correspondant à chacun des fragments des allèles ITGB4 chez la personne saine et chez la personne malade, puis expliquez l'origine génétique de l'épidermolyse bulleuse. 1.5 pt
• Donnée 3 : Traitement par un antibiotique appelé la gentamicine (Documents 5 et 6) :
- 3. À partir du document 5, montrez que le traitement par la gentamicine a un effet positif sur la personne atteinte d'épidermolyse bulleuse. 0.5 pt
- 4. En vous basant sur le document 6, proposez une explication du mode d'action de la gentamicine dans le traitement de certaines formes d'épidermolyse bulleuse. 0.5 pt
• Donnée 4 : Arbre généalogique d'une famille touchée par la maladie (Document 7). (Utilisez M et m pour les allèles) :
- 5. Montrez que l'allèle responsable de la maladie de l'épidermolyse bulleuse est récessif et porté par un chromosome non sexuel (autosome). 0.5 pt
- 6. Sachant que l'individu $\text{III}_2$ est hétérozygote, déterminez la probabilité pour que le fœtus $\text{IV}_1$ soit sain, justifiez votre réponse en vous aidant d'un échiquier de croisement. 0.75 pt
• Donnée 5 : Les épidermolyses bulleuses touchent environ une personne parmi 20 000 dans le monde ($f(\text{malades}) = 1/20000$). Population à l'équilibre de Hardy-Weinberg.
- 7.a. Calculez la fréquence de l'allèle anormal (muté $m$) et celle de l'allèle normal (sauvage $M$). *(5 chiffres après la virgule)*. 1 pt
- 7.b. Calculez la fréquence des individus sains porteurs de l'allèle responsable de la maladie dans la population. 0.5 pt
Exercice 3 : Transmission des caractères héréditaires chez le hamster syrien
3 pts
On étudie la transmission de deux caractères chez le hamster syrien : la couleur du pelage (jaune vs noir) et la longueur des poils (poils courts vs poils longs) :
• Croisement 1 : Mâles à pelage jaune et poils courts (lignée pure) $\times$ Femelles à pelage noir et poils longs (lignée pure).
- Femelles $F_1$ : 100% à pelage noir tacheté de jaune et poils courts.
- Mâles $F_1$ : 100% à pelage noir et poils courts.
• Croisement 2 : Mâles à pelage noir et poils longs (lignée pure) $\times$ Femelles à pelage jaune et poils courts (lignée pure).
- Femelles $F'_1$ : 100% à pelage noir tacheté de jaune et poils courts.
- Mâles $F'_1$ : 100% à pelage jaune et poils courts.
Symboles à utiliser : $(N, n)$ ou $(J, j)$ pour la couleur ; $(A, a)$ pour la longueur des poils.
• Croisement 1 : Mâles à pelage jaune et poils courts (lignée pure) $\times$ Femelles à pelage noir et poils longs (lignée pure).
- Femelles $F_1$ : 100% à pelage noir tacheté de jaune et poils courts.
- Mâles $F_1$ : 100% à pelage noir et poils courts.
• Croisement 2 : Mâles à pelage noir et poils longs (lignée pure) $\times$ Femelles à pelage jaune et poils courts (lignée pure).
- Femelles $F'_1$ : 100% à pelage noir tacheté de jaune et poils courts.
- Mâles $F'_1$ : 100% à pelage jaune et poils courts.
Symboles à utiliser : $(N, n)$ ou $(J, j)$ pour la couleur ; $(A, a)$ pour la longueur des poils.
- 1. En vous basant sur les résultats des deux croisements 1 et 2, déterminez le mode de transmission des deux caractères héréditaires étudiés, puis montrez que les deux gènes sont indépendants. 1.5 pt
- 2.a. À l'aide d'un échiquier de croisement, donnez l'interprétation chromosomique du croisement 1. 0.75 pt
- 2.b. À l'aide d'un échiquier de croisement, donnez l'interprétation chromosomique du croisement 2. 0.75 pt
Exercice 4 : Géologie (Chaîne de montagnes du Petit Caucase & Métamorphisme)
3 pts
La chaîne du Petit Caucase (Arménie) est caractérisée par la présence d'un complexe ophiolitique témoignant de mouvements lithosphériques majeurs.
• Donnée 1 : Carte géologique et coupe structurale selon AB (Document 1) :
• Donnée 2 : Les recherches ont montré que la synthèse de la protéine intégrine $\alpha 6 \beta 4$ est contrôlée par un gène portant le nom ITGB4. Le document 3 présente deux fragments de brins non transcrits de deux allèles du gène ITGB4 : l'un chez une personne saine et l'autre chez une personne malade. Le document 4 présente le tableau du code génétique.
• Donnée 3 : Trajet d'évolution thermodynamique P-T du gabbro (Document 3) :
• Donnée 4 : Étapes de formation de la chaîne du Petit Caucase (Document 4) :
• Donnée 1 : Carte géologique et coupe structurale selon AB (Document 1) :
- 1. À partir du document 1, dégagez un indice montrant la convergence entre deux plaques lithosphériques, et un autre indice indiquant la fermeture d'un ancien océan. 0.5 pt
• Donnée 2 : Les recherches ont montré que la synthèse de la protéine intégrine $\alpha 6 \beta 4$ est contrôlée par un gène portant le nom ITGB4. Le document 3 présente deux fragments de brins non transcrits de deux allèles du gène ITGB4 : l'un chez une personne saine et l'autre chez une personne malade. Le document 4 présente le tableau du code génétique.
| Numéros des triplets |
$\underbrace{\text{1}}_{}$
$\underbrace{\text{2}}_{}$
$\underbrace{\text{3}}_{}$
$\underbrace{\text{4}}_{}$
$\underbrace{\text{5}}_{}$
$\underbrace{\text{6}}_{}$
$\underbrace{\text{7}}_{}$
|
| Fragment de l'allèle ITGB4 chez une personne saine |
CAG
ACC
GAG
GAC
CGA
GGA
CGG
Sens de lecture $\longrightarrow$
|
| Fragment de l'allèle ITGB4 chez une personne malade |
CAG
ACC
GAG
GAC
TGA
GGA
CGG
Sens de lecture $\longrightarrow$
|
Document 3
Tableau du code génétique
| $1^{\text{ère}}$ lettre | $2^{\text{ème}}$ lettre | $3^{\text{ème}}$ lettre | |||
|---|---|---|---|---|---|
| U | C | A | G | ||
| U | UUU (Phe) UUC (Phe) |
UCU (Ser) UCC (Ser) |
UAU (Tyr) UAC (Tyr) |
UGU (Cys) UGC (Cys) |
U C |
| UUA (Leu) | UCA (Ser) | UAA (STOP) | UGA (STOP) | A | |
| UUG (Leu) | UCG (Ser) | UAG (STOP) | UGG (Trp) | G | |
| C | CUU (Leu) CUC (Leu) |
CCU (Pro) CCC (Pro) |
CAU (His) CAC (His) |
CGU (Arg) CGC (Arg) |
U C |
| CUA (Leu) | CCA (Pro) | CAA (Gln) | CGA (Arg) | A | |
| CUG (Leu) | CCG (Pro) | CAG (Gln) | CGG (Arg) | G | |
| A | AUU (Ile) AUC (Ile) |
ACU (Thr) ACC (Thr) |
AAU (Asn) AAC (Asn) |
AGU (Ser) AGC (Ser) |
U C |
| AUA (Ile) | ACA (Thr) | AAA (Lys) | AGA (Arg) | A | |
| AUG (Met) | ACG (Thr) | AAG (Lys) | AGG (Arg) | G | |
| G | GUU (Val) GUC (Val) |
GCU (Ala) GCC (Ala) |
GAU (Ac.asp) GAC (Ac.asp) |
GGU (Gly) GGC (Gly) |
U C |
| GUA (Val) | GCA (Ala) | GAA (Ac.glu) | GGA (Gly) | A | |
| GUG (Val) | GCG (Ala) | GAG (Ac.glu) | GGG (Gly) | G | |
Document 4
-
2. En vous basant sur le document 2, décrivez la variation de la composition minéralogique des roches, lorsqu'on passe :
- Du Gabbro à R1.
- De R1 à R2.
- De R2 à R3. 0.75 pt
• Donnée 3 : Trajet d'évolution thermodynamique P-T du gabbro (Document 3) :
- 3. En vous basant sur le document 3, décrivez l'évolution de la température et de la pression lorsqu'on passe de R1 à R2, ensuite de R2 à R3, puis déduisez le type de métamorphisme responsable de la formation de ces roches. 0.75 pt
• Donnée 4 : Étapes de formation de la chaîne du Petit Caucase (Document 4) :
- 4. À partir du document 4 et des données précédentes, déterminez les étapes de la formation de la chaîne du Petit Caucase, en précisant les principaux phénomènes géologiques qui ont affecté la région. 1 pt