Collège Notre Dame Mai 2009
de Jamhour TerminaleSG1-SG2-SV1
Corrigé de l’examen de SVT
Partie Ι : Restituer des connaissances
Introduction
Il y a 65 Ma, à la limite Crétacé-Paléocène, la disparition des Dinosaures est une des modifications de la biosphère qui a permis de définir une crise biologique. Une fois les modifications présentées, on exposera les arguments afin de proposer des causes probables à cette crise.
I. Les modifications de la biosphère à la limite Crétacé-Paléocène
La limite Crétacé-Paleocène est soulignée par une couche d'argile (en milieu marin), et un pic d'iridium (élément chimique habituellement rare dans la croûte terrestre).
A. Les extinctions massives définissent la crise biologique
À la limite Crétacé-Paléocène, on observe une extinction massive des êtres vivants. Cela s'oppose au renouvellement progressif qui s'observe le plus souvent dans la succession verticale des strates. Elle traduit un évènement majeur dans l'histoire de la Terre et des êtres vivants.Cinq critères permettent de qualifier de crise biologique cette extinc tion établissant la limite Crétacé-Paléocène :
- elle est massive : supérieure à 50 % des espèces en moyenne, 100 % des Dinosaures et des Ammonites
- elle est mondiale, affectant les êtres vivants des continents et océans - elle affecte aussi bien les faunes que les flores
- elle affecte aussi bien les espèces marines (Foraminifères plancto niques, Ammonites,...), ou terrestres (Dinosaures,...)
- elle est brutale, mais plus ou moins selon les groupes puisque les extinctions se font sur une durée correspondant à quelques centimètres ou quelques dizaines de mètres de dépôts
B. La diversification des groupes survivants, conséquence de la crise Dans de nombreux groupes des espèces survivent.
Elles vont se diversifier pour conquérir les niches écologiques restées vacantes par les espèces massivement disparues.
Ainsi au dessus de la limite Crétacé-Paléocène, on voit se diversifier lus Mollusques marins Gastéropodes remplaçant d'autres groupes disparus, et les Mammifères remplaçant les Dinosaures.
II.
Identifier des causes probables
A. Des indices de deux bouleversements de l'environnement
Les géologues recherchent des indices de bouleversement de l'environnement qui soient suffisamment intenses et soient bien datés de la limite Crétacé-Paléocène. L'identification d'un pic d'iridium à la limite
Crétacé-Paléocène a orienté les études vers la recherche de causes capables de produire cet iridium :
- la chute d'un astéroïde, les météorites contenant une concentration importante en iridium ; - un épisode volcanique intense, le manteau terrestre étant riche en iridium.
Ces causes ont des conséquences comparables sur l'environnement. I:n particulier, il y a émission de gigantesques productions du cendres, de poussières et de gaz qui entraînent une foi-te altération de l'atmosphère et de la surface océanique. Cela perturbe gravement la photosynthèse et le climat, d'où les extinctions massives.
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B. La chute d'un astéroïde géant au Mexique
Un cratère daté de la limite Crétacé-Paléocène est identifié à Chixulub, au Mexique. Son diamètre de plus de 100 km laisse supposer un astéroïde de 10 km de diamètre.
Des magnétites nickélifères traduisant une oxydation de la météorite lors de la traversée de l'atmosphère, ont été identifiées à la limite Crétacé-Paléocène.
C. Le volcanisme du Deccan
De gigantesques épanchements volcaniques datés de la limite Crétacé-Paléocène sont identifiés dans les Trapps du Deccan en Inde.
Cet épisode n'a duré que quelques centaines de milliers d'années et a m été très intense.
Co
nclusion
Par la disparition massive, brutale, mondiale de nombreux groupes comme les Ammonites et les Dinosaures, la crise Crétacé-Paléocène illustre parfaitement les caractéristiques d'un bouleversement de la biosphère appelé crise biologique.
Les extinctions s'accompagnent de la diversification des groupes survivants. De nombreux indices géologiques montrent que les causes probables sont la chute d'un astéroïde géant et le volcanisme du Deccan.
Partie Π : Pratiquer un raisonnement scientifique Exercice 1
La disposition géométrique des terrains et des déformations qui les affectent permet d'établir la chronologie relative des six évènements géologiques étudiés.
1- D'après le principe de superposition, on observe les dépôts successifs des marnes, puis des grès, puis des argiles.
2- Ces strates sont basculées: elles ont été affectées par une première déformation.
3- Le basalte qui surmonte ces strates est discordant: une première phase d'érosion (et d'émersion) précède la coulée de basalte.
4- La coulée de basalte s'étale en discordance sur la série sédimentaire.
5- Une faille recoupe le basalte (et la série sédimentaire): cette deuxième déformation est postérieure au basalte.
6- Enfin, l'érosion actuelle continue à affecter l'ensemble des terrains.
Exercice 2
- le document 1 va permettre de déterminer que les lymphocytes agissent de manière spécifique et sont responsables de la réponse immunitaire à étudier;
- le document 3 permettra de déterminer le mode d'action des lymphocytes impliques ;
- le document 2 permettra de montrer que les lymphocytes T sont responsables de la réponse immunitaire étudier.
En bilan, il est nécessaire de relier les informations apportées par les documents, complétées avec vos connaissances afin d'expliquer comment les lymphocytes T détruisent les cellules infectées par un virus.
Introduction
L'organisme humain est protégé des agressions virales par son système immunitaire. A partir des documents proposés, on cherche à déterminer le mode d'action et les cellules immunitaires impliquées dans la destruction d'une cellule infectée par un virus.
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I- Exploitation du document 1
Ce document présente des résultats d'expériences réalisées sur des lots de souris auxquelles on a injecte différents virus. On a infecté un lot de souris A avec le virus de la choriomeningite (LCM). Ce virus infecte notamment les fibroblastes. On prélève une semaine plus tard les lymphocytes dans les souris du lot A. On réalise ensuite trois expériences :
- Cas n° 1 : dans un milieu de culture, on met en présence les lymphocytes des souris du lot A avec les fibroblastes infectes par le virus LCM appartenant a des souris d'un lot B. On constate que les
fibroblastes subissent une lyse (destruction).
Les lymphocytes sont des cellules immunitaires. Les lymphocytes des souris du lot A, infectées par le LCM, reconnaissent et détruisent les fibroblastes infectés par le virus LCM des souris du lot B.
- Cas n° 2 : dans un milieu de culture, on met en présence les lymphocytes des souris du lot A avec les fibroblastes non infectes de souris du lot C. On constate qu'il n'y a aucune lyse des fibroblastes.
Les lymphocytes des souris du lot A ne détruisent pas tous les fibroblastes, seulement les fibroblastes infectes par un virus.
- Cas n° 3 : dans un milieu de culture, on met en présence les lymphocytes des souris du lot A avec les fibroblastes infectes par le virus de la vaccine appartenant a des souris du lot D. On constate que les fibroblastes ne sont pas détruits.
Les lymphocytes du lot A ne détruisent que les fibroblastes infectés par le virus LCM. Il y a donc une reconnaissance spécifique des lymphocytes du lot A qui ne détruisent que les fibroblastes infectes par le virus LCM. C'est ce même virus qui avait infecte les souris du lot A. On peut donc imaginer que pour avoir une réponse immunitaire adéquate, il faut que les lymphocytes d'un organisme aient été mis en contact auparavant avec le virus pathogène. Les lymphocytes sont donc les cellules
immunitaires qui reconnaissent spécifiquement des cellules infectées par un virus donné.
II- Exploitation du document 3
Ce document représente des micrographies représentant des lymphocytes et des cellules infectées par le virus LCM.
On observe qu'au temps t, le lymphocyte est en contact avec la cellule infectée par le virus LCM. Au temps t + 1 heure, la cellule infectée par le LCM a été lysée et le lymphocyte est intact.
La destruction des cellules infectées par un virus par les lymphocytes nécessite un contact entre le lymphocyte et la cellule infectée. Ce contact induit une reconnaissance spécifique de la cellule infectée par le lymphocyte. Cette reconnaissance est réalisée grâce aux récepteurs lymphocytaires spécifiques aux antigènes qui se trouvent sur la cellule infectée par le virus.
III- Exploitation du document 3
Ce document décrit différentes expériences réalisées sur des lots de souris afin de déterminer le type de lymphocytes impliqués dans la lyse des cellules infectées par un virus.
- Pour le lot n° 1 : on réalise une infection virale de ce lot de souris mais on ne pratique aucun traitement spécifique (c'est une expérience témoin). On constate la présence de deux types de lymphocytes (B et T) et la disparition des virus.
Dans les conditions normales, les lymphocytes (on ne peut pas trancher entre B et T) participent à la destruction des cellules infectées par un virus.
- Pour le lot n° 2 : on réalise une infection virale de ce lot de souris et on pratique l'ablation du thymus.
On observe la présence de lymphocytes B mais pas de lymphocytes T.
Les virus prolifèrent dans les souris.
On a détruit les lymphocytes T en pratiquant l'ablation du thymus car c'est dans cet organe que les lymphocytes T acquièrent leur fonction (maturation). La seule présence des lymphocytes B ne permet
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pas d'enrayer la prolifération virale, on peut donc dire que les lymphocytes T semblent indispensables à la destruction des cellules infectées par les virus.
- Pour le lot n° 3 : on réalise une infection virale et on pratique une irradiation puis on iinjecte des lymphocytes T venant d'une souris infectée par le même virus. On observe la présence de lymphocytes T (venant de la souris infectée par le même virus) mais pas de lymphocytes B. Les virus disparaissent.
L'irradiation a provoqué la destruction des cellules souches à l'origine des cellules immunitaires (lymphocytes B et T), normalement les virus auraient donc dû se développer, mais on a injecté des lymphocytes T appartenant à une autre souris infectée par le même virus. On peut donc dire que les lymphocytes T seuls ont détruit les cellules infectées par le virus.
Bilan
Les cellules infectées par un virus vont être reconnues et détruites spécifiquement par les
lymphocytes T (documents 1 et 2). Les lymphocytes T sont produits par des cellules souches de la moelle osseuse mais subissent leur maturation et acquièrent leur fonction dans le thymus (document 2). Cette reconnaissance nécessite un contact entre le lymphocyte et la cellule infectée (document 3).
Ce contact est réalise entre les récepteurs T situes sur la membrane du lymphocyte T (on parle alors de lymphocyte T cytotoxique) qui vont reconnaître spécifiquement les antigènes viraux présents sur la cellule infectée par le virus. Ce contact induit la destruction de la cellule infectée. Après cela le lymphocyte T cytotoxique peut a nouveau attaquer une autre cellule infectée par le même virus.
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