Partie I : Unicité et diversité des êtres humains

Chapitre 1 : Caractères de l'individu et programme génétique

Chaque individu présente les caractères de l'espèce avec des variations qui lui sont propres. C'est le résultat de l'expression de son programme génétique contenu dans le noyau des cellules, et de l'influence des conditions de vie.

I) Notre programme génétique et nos conditions de vie déterminent nos caractères.

Chaque individu possède des caractères qui permettent de l'identifier et de le distinguer des autres individus. Parmi ceux-ci, certains sont communs à tous les humains et constituent les caractères de l'espèce humaine, place des yeux, des oreilles, nez ... ; D'autres sont caractéristiques de sa famille, ressemblances aux parents, grands parents ; D'autres sont caractéristiques de l'individu, couleur des yeux, forme des oreilles…

Certains caractères sont transmis par les parents, de génération en génération. Ce sont des caractères héréditaires.

D'autres, sont liés aux conditions de vie, alimentation, pratique d'une activité physique et sportive, exposition au soleil. Les modifications physiques qui en résultent, ne sont pas héréditaires et ne sont pas transmises aux générations futures.


Chaque individu est donc le résultat de l'expression de son programme génétique et de l'influence des conditions de vie.


II) Les chromosomes sont le support de l'information génétique.

Les caractères héréditaires sont déterminés par un ensemble d'informations contenues dans le noyau des cellules. Lors de la fécondation, les gamètes transmettent ces informations à la cellule œuf. L'ensemble de ces informations contenues dans le noyau des cellules est le programme génétique.

Lors de la division cellulaire, des éléments en forme de bâtonnets sont visibles dans les noyaux, ce sont les chromosomes. Les chromosomes sont le support de l'information génétique.

Chaque chromosome est constitué d'ADN (acide désoxyribonucléique). L'ADN est une molécule qui peut se pelotonner lors de la division cellulaire, ce qui rend visibles les chromosomes.


III) Dans l'espèce humaine, il y a 23 paires de 46 chromosomes.

Les chromosomes d'une cellule peuvent être classés par paire selon leur taille, la position de leur centromère, la longueur des bras situés de part et d'autre du centromère. On obtient ainsi un caryotype.

Les êtres humains possèdent 23 paires de 46 chromosomes, l'une d'elles présente des caractéristiques différentes selon le sexe, c'est la 23ème paire, la paire des chromosomes sexuels, qui caractérise le sexe. XX chez la femme, XY chez l'homme. Un caryotype est caractéristique d'une espèce.

Un nombre anormal de chromosomes empêche le développement de l'embryon ou entraîne des anomalies chez l'individu concerné. L'anomalie peut soit empêcher le développement de l'embryon et conduire à un avortement spontané, soit entraîner des malformations ou des retards chez l'enfant. Un nombre de chromosomes supérieur entraînera l'existence d'anomalies physiques ou autres comme dans le cas de la trisomie 21.

Le dépistage d'anomalies chromosomiques peut-être réalisé chez le fœtus pendant la grossesse. Ce dépistage est proposé aux femmes de plus de 38 ans car les risques d'anomalies augmentent avec l'âge.


Chapitre 2 : Information génétique et organisme

Les chromosomes sont le support du programme génétique. Présents dans la cellule œuf au nombre de 46, on peut les observer dans toutes les cellules de l'organisme possédant un noyau. Toutes ces cellules possèdent la même information génétique. Seuls les gamètes possèdent un caryotype différent.

I) Toutes les cellules de l'organisme excepté les gamètes possèdent les mêmes chromosomes.

La comparaison des caryotypes de différentes cellules d'un même individu et les expériences de clonage, ont montré que toutes les cellules de l'organisme possèdent le même programme génétique. De plus ce programme génétique est à l'origine de la fabrication d'un nouvel individu.

Ainsi l'ensemble des cellules de l'organisme excepté les gamètes, possède le même caryotype que la cellule œuf dont elles sont issues par divisions successives. Ce caryotype comporte toujours 23 paires de 46 chromosomes, et ces chromosomes portent exactement la même information génétique. Chaque chromosome est constitué d'ADN. L'ADN est une molécule qui peut se pelotonner lors de la division cellulaire, ce qui rend visibles les chromosomes.


II) La division cellulaire assure le transfert de l'information génétique d'une cellule mère aux cellules filles.


Lors de la division cellulaire ou mitose, le nombre de cellules est multiplié par deux, à partir d'une cellule mère, se forment deux cellules filles possédant le même caryotype que la cellule dont elles sont issues. Cette division cellulaire s'accompagne de deux événements indispensables pour permettre le maintien du nombre de chromosomes.

  • La duplication de chacun de ses 46 chromosomes : entre deux divisions cellulaires, chaque chromosome sous forme d'un seul bâtonnet (une chromatide), va se dupliquer pour donner des chromosomes à deux bâtonnets (deux chromatides). La cellule contiendra alors 46 chromosomes formés de deux bâtonnets identiques.
  • Pendant la division cellulaire, la séparation des chromosomes à deux bâtonnets, en chromosomes à un bâtonnet qui se répartissent en deux lots identiques. Chacune des deux cellules formées recevant 23 paires de chromosomes identiques à ceux de la cellule initiale.

La division cellulaire conduit ainsi à partir d'une cellule mère à la formation de deux cellules filles qui possèdent exactement le même caryotype que la cellule dont elles sont issues.


III) Les chromosomes portent les gènes, unités d'information génétique qui déterminent les caractères héréditaires.

Les chromosomes sont le support de l'information génétique. Cette information génétique s'exprime par des caractères visibles, couleur des yeux par exemple, ou non visibles directement, groupes sanguins par exemple ; spécifiques à l'espèce et héréditaires, spécifiques à la famille et héréditaires, ou résultants des conditions de vie, alors non héréditaires.

La plus petite partie d'un chromosome qui code pour un caractère est un gène. Ainsi les chromosomes portent les gènes, unités d'information génétique qui déterminent les caractères héréditaires. Chaque individu possède environ 20 000 à 25 000 gènes (Science & Vie août 2010), "20 000 gènes pas plus qu'une souris et bien moins qu'un grain de riz. A peine 1% de notre ADN diffère de celui d'un chimpanzè." (Science & Vie septembre 2013). Toutes les cellules de l'organisme hormis les gamètes portent l'information en double, elles possèdent en effet 23 paires de 46 chromosomes. Dans chaque paire de chromosomes, l'information qui code pour un caractère est double, une sur un chromosome venant du père, et l'autre sur son chromosome homologue venant de la mère, qui forme la paire, excepté la paire de chromosomes sexuels (XY) chez l'homme.

Il existe plusieurs formes d'un gène qui code pour le même caractère, ce sont les allèles. Ces allèles occupent la même position " locus " sur chacun des chromosomes d'une même paire. Les cellules possèdent ainsi pour un même gène, soit deux fois le même allèle, soit deux allèles différents. Dans ce dernier cas les deux allèles peuvent s'exprimer ou l'un peut s'exprimer et pas l'autre. Celui qui s'exprime est dit dominant, celui qui ne s'exprime pas est dit récessif. ( plus exigible).

Chaque cellule possède l'ensemble du programme génétique de l'individu mais n'en exprime qu'une partie, liée à la fonction de la cellule dans l'organisme. On explique ainsi les différences de structure et de fonction observées entre les cellules de l'organisme.


Chapitre 3 : Reproduction sexuée et unicité des individus

Chaque individu présente les caractères de l'espèce avec des variations qui lui sont propres. C'est le résultat de l'expression de son programme génétique et de l'influence des conditions de vie. Certains caractères spécifiques de l'espèce sont transmis par les parents, lors de la reproduction sexuée, ils sont héréditaires. Aucun être humain excepté les vrais jumeaux n'a le même programme génétique. La reproduction sexuée conduit donc a un programme génétique original et donc unique. 

I) Les gamètes possèdent un chromosome de chaque paire soit 23 chromosomes.

Au cours de sa formation, chaque gamète reçoit au hasard un chromosome de chaque paire soit 23 chromosomes, c'est-à-dire deux fois moins que les autres cellules de l'organisme.

Tous les gamètes produits par un individu sont génétiquement différents, c'est-à-dire qu'ils ne possèdent pas le même programme génétique. Lors de leur formation ils reçoivent au hasard un chromosome de chaque paire de la cellule mère et ainsi un seul allèle pour chaque gène.

Un gamète contient donc 22 chromosomes homologues plus un chromosome sexuel " X " pour l'ovocyte, 22 chromosomes homologues plus un chromosome sexuel " Y " ou un chromosome sexuel "X" chez le spermatozoïde.


II) Lors de la fécondation, spermatozoïde et ovule participent à la transmission de l'information génétique.


Lors de la fécondation, spermatozoïde et ovule participent à la transmission de l'information génétique : pour chaque paire de chromosomes et chaque gène, un exemplaire vient du père, l'autre de la mère. Lors de la formation des gamètes, le hasard avait distribué les allèles dans tel ou tel gamètes. Lors de la fécondation, le hasard intervient également dans le choix de tel ou tel spermatozoïde. Chaque individu est donc le produit d'une double intervention du hasard.

La cellule œuf ainsi formée reçoit deux programmes génétiques différents qui vont former un programme génétique nouveau et unique. Les deux gamètes, ovule et spermatozoïde mettent en commun leurs 23 chromosomes respectifs, ce qui rétablit le nombre de chromosomes caractéristique de l'espèce humaine, soit 46 chromosomes. Chaque gamète apporte l'un des deux chromosomes homologues de chaque paire et un chromosome sexuel. La cellule œuf possède ainsi pour chaque paire, un chromosome paternel et un chromosome maternel, elle contient donc pour moitié une information génétique paternelle et pour moitié une information génétique maternelle.

L'ovocyte contient 22 chromosomes X plus un chromosome sexuel X, le spermatozoïde contient 22 chromosomes X et un chromosome sexuel X ou Y. Si le spermatozoïde est porteur d'un chromosome sexuel X, le futur individu sera de sexe féminin, si il est porteur d'un chromosome sexuel Y, le nouvel individu sera de sexe masculin. C'est donc le spermatozoïde qui détermine le sexe du futur individu.

Le nouvel individu sera alors nouveau et également unique. Seul les vrais jumeaux issus de la même cellule œuf, ont le même programme génétique, et sont donc rigoureusement identiques d'un point de vue génétique.


III) Lors de la formation des gamètes, et de la fécondation des anomalies peuvent apparaître.

Si une erreur de répartition se produit durant la formation des gamètes, elle pourra se retrouver dans le caryotype du nouvel individu sous la forme d'une anomalie chromosomique. Dans le cas d'une trisomie, un des gamètes apporte 23 chromosomes, l'autre 24 chromosomes, ce qui donne 47 chromosomes. Une paire sera alors formée de trois chromosomes au lieu de deux, trisomie 21 par exemple.

Une maladie génétique peut apparaître dans la descendance de parents non malades appelés porteurs " sains ". Ces parents sont en fait porteurs d'un allèle anormal récessif, qui ne s'exprime pas chez eux. Mais cet allèle se retrouve dans un gamète. Si la cellule œuf reçoit des allèles anormaux, le nouvel individu développera la maladie.


Partie II : Evolution des organismes vivants et histoire de la terre

Chapitre 4 : L'évolution de la vie, une suite d'extinctions en masse et d'explosions évolutives

Nous avons vu en classe de cinquième que l'actualisme permet de comprendre les événements qui se sont déroulés dans le passé en utilisant des informations apportées par des événements biologiques et géologiques actuels. En quatrième nous avons vu que les fossiles retrouvés dans les roches sédimentaires de différents continents, ainsi que l'étude de diverses structures géologiques semblables mais séparées par des océans, permettent aux géologues de reconstituer des milieux de vie anciens et d'expliquer en partie l'évolution des êtres vivants, et l'histoire de la Terre.

I) Les roches sédimentaires contiennent des fossiles qui permettent de reconstituer les milieux de vie anciens.

Certaines roches sédimentaires riches en fossiles, sont de véritables archives géologiques, affleurement rocheux à Burgess, roches sédimentaires à Istres et au Mont Ventouxla pierre du Lot, par exemple.

Elles renferment des fossiles d'organismes vivants qui se sont succédés aux cours des temps géologiques.
Elles montrent ainsi la succession des groupes et des espèces au cours de ces temps géologiques ; Trilobites du Maroc, Huîtres de tertiaire à Istres et ammonites dans les roches sédimentaires du Mont Ventoux.

Elles mettent également
 en évidence le renouvellement au sein d'un même groupe d'espèce au cours de ces temps géologiques, comme celui des ammonites par exemple, Mont Ventoux.

 

II) La comparaison entre espèces anciennes et actuelles permet de montrer des changements de peuplements.

Grâce aux fossiles, et à leur comparaison avec des organismes contemporains, on peut suivre l'histoire des grands groupes d'organismes vivants et étudier l'évolution des différentes formes de leurs représentants.

Au fil des périodes, progressivement, depuis plus de trois milliards d'années, des groupes d'organismes vivants sont apparus, se sont développés, ont régressé, et ont pu disparaître. Exemple les ammonitesle Diplodocus carnegiile Triceratops Horridus Marsh.

Ainsi au Cambrien, il y a 530 Ma, tous les continents ne sont pas peuplés, les océans abritent de nombreuses espèces, parmi lesquelles les ancêtres des vertébrés. On y rencontre également de nombreux groupes aujourd'hui disparus, et donc inconnus, exemple : l'Opabinia (un arthropode),

Au crétacé, entre - 135 Ma et - 65 Ma, le peuplement marin a changé, des groupes ont disparu, trilobites, d'autres sont apparus et se sont développés et diversifiés, comme les vertébrés. Oeufs de dinosaures


III) La comparaison des espèces anciennes et actuelles permet de reconstituer les étapes de l'évolution, parsemées de ruptures.

L'évolution des êtres vivants est marquée par de grandes crises biologiques, qui vont entraîner des extinctions massives (celles des dinosaures par exemple), certains groupes disparaissent totalement. Ces crises majeures touchent tous les milieux de vie.

Des études ont montré que cinq crises majeures avaient affecté les êtres vivants, pour chacune, on observe une modification de la biodiversité :

  • À la fin de l'ordovicien (autour des - 443 Ma)
  • Au dévonien tardif (autour de - 364 Ma)
  • À la fin du permien, (autour de - 248 Ma)
  • À la fin du Trias, (autour de -206 Ma)
  • À la jonction crétacé - Tertiaire (autour des -65 Ma)
  • La sixième crise, est due à l'homo sapiens sapiens ou l'homme…

Les crises en détails, Vidéo !

L'évolution s'est ainsi faite par des à-coups que sont les grandes crises de la biodiversité : à des extinctions en masse succèdent des "explosions" évolutives (celle des mammifères par exemple), des périodes de diversification rapide où les groupes se voient peuplés de nouvelles espèces différentes.


Chapitre 5 : L'évolution du patrimoine génétique au cours des temps géologiques

La comparaison de vertébrés fossiles et de vertébrés contemporains, permet de mettre en évidence de fortes ressemblances au niveau du plan d'organisation. Ces ressemblances nous conduisent à imaginer des liens de parenté entre les êtres vivants qui ont évolué au cours des temps géologiques. Passé le stade de l'observation des ressemblances, il faudra établir les preuves biologiques de ces filiations.

I) L'étude des vertébrés au cours des temps géologiques permet d'établir la filiation des espèces.

L'existence de ressemblances entre des groupes apparus successivement, comme les vertébrés, suggère la parenté des espèces qui les constituent. Une nouvelle espèce présente une organisation commune et aussi des caractères nouveaux par rapport à une espèce antérieure dont elle serait issue.

Un arbre d'évolution récapitule les filiations entre les espèces et les groupes à partir d'un ancêtre commun. Il permet d'apprécier les degrés de parenté entre les espèces. Au sommet de l'arbre des Vertébrés, sont placés les grands groupes que nous connaissons, avec leurs espèces contemporaines, hommes, singes, équidés, oiseaux, lézards…

L'étude des fossiles a montré qu'au cours du temps, les espèces ont changé. Les premiers fossiles d'Oiseaux présentent une parenté avec les Dinosaures, eux-mêmes associés au groupe des Reptiles. Amphibiens, Reptiles, Mammifères ont en commun quatre membres, ce qui les distingue des poissons. La colonne vertébrale, commune à tous ces grands groupes, laisse supposer une même origine.

 

II) La cellule, et l'uniformité du code génétique indiquent une origine primordiale commune.

La cellule, unité du vivant, et l'uniformité des instructions du patrimoine génétique dans tous les organismes vivants d'aujourd'hui, Homme compris, indiquent sans ambigüité une origine primordiale commune. Les procaryotes apparus il y a 3,8 Milliard d'années, ne possèdent pas de noyau mais tout de même un ADN. Ils sont l'ancêtre commun de tous les organismes vivants qui vont apparaître au cours des temps géologiques suivants. Ces procaryotes possèdent le même code génétique que les autres organismes vivants, homme compris. Cette uniformité du code génétique est démontrée par la fabrication d'Insuline par des bactéries à partir d'ADN de cellules humaines.

Au cours des temps géologiques, les espèces apparaissent et disparaissent. Leur comparaison conduit à imaginer entre elles une parenté, qui s'explique par l'évolution. La présence de caractères nouveaux suggère des modifications du programme génétique au cours des générations. L'apparition de caractères nouveaux, produits par des modifications du programme génétique au hasard, est un mécanisme à la base de l'évolution des espèces. Au hasard d'une mutation génétique, un caractère nouveau apparaît chez un organisme vivant. Ce caractère nouveau lui confère une propriété nouvelle qui lui permettra de survivre et de s'adapter à des modifications du milieu de vie. Ainsi, modifications du patrimoine génétique et sélection naturelle, favorise la propagation de certains caractères héréditaires plutôt que d'autres.

L'analyse des séquences d'ADN de différents animaux permet de confirmer ou d'infirmer leur filiation. C'est le cas par exemple du kiwi, de l'émeu et de l'autruche. Jusqu'ici, leurs similitudes morphologiques de ratites (oiseaux inaptes au vol en l'absence de bréchet sur leur sternum), laissaient penser qu'ils étaient issus d'un ancêtre commun. Or, les analyses génétiques ont démontré que la quasi-totalité de ces oiseaux était bien plus proches des tinamidés, capables de voler que de l'autruche. (Source science et vie décembre 2008)

III) L'homme parmi d'autres espèces au sein du processus de l'évolution.

L'Homme, en tant qu'espèce, est apparu sur la Terre en s'inscrivant dans le processus de l'évolution. Il partage des caractères communs avec d'autres espèces comme les chimpanzés, ce qui permet de le classer au sein des vertébrés, tétrapodes, amniotes, mammifères, primates et des hominoïdes avec les grands singes. Les études génétiques et paléontologiques avec d'autres espèces confirment ce classement.

Cependant, des différences chromosomiques, anatomiques, et l'usage de la parole ainsi que le fort développement cérébral, sont des caractères qui permettent de placer l'homme parmi les Hominidés mais de le différencier des chimpanzés.

" Les chercheurs ont aussi identifié des gènes non régulateurs qui ont subi des mutations "accélérées" depuis la séparation de l'homme et du chimpanzé, au point de n'avoir presque plus aucun point commun aux deux espèces. Parmi eux, les plus emblématiques sont FOXP2 et ASPM. Le premier gène joue un rôle dans la capacité à articuler et a probablement contribué à l'émergence de la parole ; le second contrôle la taille du cerveau, qui a triplé depuis la séparation des deux lignées." Ces infimes subtilités génétiques qui rendent l'homme si différent du singe. Science & Vie décembre 2009.

Durant les processus d'évolution, des transformations progressives, ont permis d'aboutir, au sein même des primates, à des espèces variées. L'homme actuel est l'unique représentant d'une lignée, la lignée humaine, qui s'est diversifiée à partir d'ancêtres communs aux autres Hominidés. Cette évolution, au cours des temps géologiques, n'est pas perceptible à l'échelle humaine.


Chapitre 6 : L'évolution de la vie liée à l'histoire de la Terre

La terre n'a pas toujours ressemblé à celle que nous connaissons aujourd'hui. Depuis 4,5 milliards d'années, elle a subi de nombreux changements géologiques, qui ont modifié ses conditions planétaires. Ces modifications ont entrainé l'apparition de la vie il y a 3,8 milliards d'années, sa diversification et son évolution.


I) Les événements géologiques planétaires passés, ont entrainé des modifications du peuplement de la Terre.

Les événements géologiques ayant affecté la surface de la Terre depuis son origine, il y a 4,6 milliards d'années, ont modifié les milieux et les conditions de vie : les peuplements ont changé.

Suite au refroidissement de la surface de la terre, des océans se sont mis en place, dans lesquels les premières formes de vie sont apparues, sous la forme d'organismes unicellulaires primitifs.
Les premiers êtres vivants (analogues à des cyanobactéries actuelles) ont libéré du dioxygène dans les océans il y a 3,5 milliards d'années.
Puis des algues unicellulaires photosynthétiques productrices de dioxygène ont modifié l'atmosphère à la surface de la terre il y a 2,7 milliards d'années. Cette production de dioxygène couplée à la baisse de dioxyde de carbone, a modifié les conditions de vie du milieu, des organismes capables de respirer sont alors apparus, et se sont diversifiés. 


II) L'évolution de la vie et l'évolution des conditions planétaires sont intimement liées.

Depuis 4,5 milliards d'années La Terre a connu des transformations en relation avec l'apparition de la vie et la diversification des organismes vivants. Le développement, la diversification et la colonisation de tous les milieux par les végétaux ont entraîné des modifications des compositions gazeuses des milieux, et des conditions planétaires climatiques et atmosphériques. Ces modifications ont à leur tour influé sur l'évolution de la vie.

Réciproquement, la Terre a connu des évolutions climatiques et géologiques, séismesvolcanismestectonique des plaquesresponsable du déplacement des continents. Ces évolutions ont influencé l'évolution de la vie, la dispersion et la diversification des organismes vivants. Les êtres vivants ont migré et colonisé de nouveaux territoires (Exemple : du Jurassique au Crétacé : l'âge des Dinosaures Les Reptiles marins ), influencés par le déplacement des continents. Certains êtres vivants ont été isolé par la séparation des continents, d'autres au contraire ont été mis en relation. Ces modifications ont à leur tour influé sur l'évolution de la vie. 
Ces événements géologiques associés à la chute d'une météorite, sont également à l'origine d'une extinction massivesurvenue il y a 65 Ma, marquée par la disparition d'un grand nombre d'espèces. Le ciel a été fortement obscurci par les fumées volcaniques, perturbant l'ensemble des chaînes alimentaires à l'échelle de la planète entière.


III) 
Les successions des formes vivantes et les transformations géologiques sont utilisées pour subdiviser les temps géologiques en ères et en périodes de durée variable.

Les repères et les limites que l'on retrouve à la surface de la Terre sont utilisés pour cette subdivision :

  • Les événements géologiques majeurs, volcanismesséismes, ouverture d'un océan, chute d'une météorite entraînant un dépôt identifiable ;
  • Les fossiles d'espèces et les traces d'organismes vivants qui se sont succédés au cours des temps géologiques, certains caractérisent une période donnée.

Les crises de la biodiversité sont marquées dans les roches sédimentaires, par des modifications rapides des espèces. Elles servent de limites entre les différentes ères et périodes géologiques. Ainsi, la disparition des dinosaures et des ammonites d'une part, l'essor des oiseaux et des mammifères d'autre part, marque la limite entre le Mésozoïque (ère secondaire) et leCénozoïque (ère tertiaire, ère quaternaire).


Partie III : Protection de l'organisme

Chapitre 7 : L'homme, confronté à un environnement pathogène

L'organisme d'un individu est constamment confronté à la possibilité de pénétration d'éléments étrangers émanant de son environnement, eau, air objets. Ces éléments étrangers appelés micro-organismes ou microbes, ne sont observables qu'à l'aide d'un microscope. Certains sont utiles à l'homme, levures (fabrication du pain), moisissures (fabrication des fromages, vinification), d'autres dits pathogènes pourront entraîner des maladies plus ou moins graves.


I) Des barrières naturelles protègent l'organisme de la pénétration de nombreux micro-organismes.

De nombreux micro-organismes sont en permanence au contact de l'organisme directement ou indirectement, dans l'eau, l'air, ou sur d'autres êtres vivants : virus, bactéries, amibes, paramécies, champignons microscopiques. Certains sont inoffensifs, d'autres sont pathogènes, ils peuvent entraîner des maladies.

L'organisme est en permanence protégé des agents étrangers par :

  • l'épiderme épais de la peau sans cesse renouvelé ;
  • le mucus des muqueuses emprisonnant les micro-organismes ;
  • les mouvements des cils et les sécrétions acides des muqueuses.

Le risque de pénétration de ces microbes dans l'organisme est permanent. Certains franchissent la peau ou les muqueuses lorsque ces barrières naturelles sont blessées, ou lors d'une piqûre par un insecte ou une épine, il y a alors contamination. Ils peuvent alors être responsables d'infections.

Ils se transmettent d'un individu à l'autre selon diverses voies de transmission :

  • par l'air (bactérie responsable de la coqueluche),
  • par les eaux sales (virus responsables du choléra),
  • par une piqûre d'un insecte (paludisme),
  • par le sang (échanges de seringues des toxicomanes),
  • ou lors de rapports sexuels (Infections Sexuellement Transmissibles, IST).


II) Dès leur entrée dans l'organisme, les micro-organismes prolifèrent et contaminent le milieu intérieur, c'est l'infection.

Après leur pénétration dans l'organisme, par une plaie, une muqueuse lésée ou une piqûre, (contamination), les micro-organismes pathogènes prolifèrent et se multiplient très rapidement, c'est l'infection.

Les bactéries prolifèrent généralement dans la lymphe, liquide où baigne l'ensemble de nos cellules, elles y trouvent des conditions favorables à leur développement, présence de nutriments, température…. C'est par exemple le cas du staphylocoque (staphylocoque doré par exemple responsable d'intoxication alimentaire) et du streptocoque qui peuvent envahir tout l'organisme à partir d'un point d'infection par l'intermédiaire du sang. Une infection généralisée du sang par des bactéries est une septicémie.

D'autres bactéries comme le bacille tétanique (responsable du tétanos), restent localisées au point de contamination, mais sécrètent des toxines qui diffusent dans l'ensemble de l'organisme et sont responsables des symptômes du tétanos (contraction généralisée de la personne atteinte entraînant sa mort). La diffusion par le sang d'une toxine dans l'ensemble de l'organisme, est une toxémie.

Les virus eux se multiplient à l'intérieur de cellules vivantes, les cellules hôtes, ils détournent la machinerie cellulaire pour produire de nouveaux virus qui à leur tour contamineront de nouvelles cellules. Les virus sont des parasites intracellulaires. Les virus entraînent la mort de leur cellule hôte, et leur éclatement (exemple, virus de la grippe, virus du SIDA).


III) L'infection et la contamination sont limitées par des pratiques médicales et préventives.

Les risques de contamination et d'infection sont limités par :

1. Hors de l'organisme :

  • la pratique de l'asepsie, méthode préventive visant à empêcher une pénétration des micro-organismes dans l'organisme (contamination) par leur destruction ;
  • l'utilisation de produits antiseptiques qui permettent de désinfecter des plaies, c'est l'antisepsie. L'eau oxygénée est l'antiseptique le plus utilisé.

2. Dans l'organisme :

  • L'utilisation d'Antibiotiques appropriés et spécifiques, substances synthétiques ou naturelles produites par des champignons ou des bactéries. Les antibiotiques permettent d'empêcher le développement des bactéries pathogènes et de les éliminer. Pour connaître l'antibiotique le plus efficace contre une bactérie on réalise un antibiogramme. Les antibiotiques sont inefficaces contre les virus.
  • C'est en 1928 qu'Alexandre Fleming, un médecin anglais découvrit qu'une moisissure le "Pénicillium notatum " se développait sur une culture de Staphylocoques dorés. Il découvrait ainsi pour la première fois un antibiotique : la Pénicilline. Celle-ci fût isolée en 1941.

L'utilisation du préservatif permet de lutter contre la contamination par les agents des IST (infection sexuellement transmissible) notamment celui du SIDA. La pilule est un moyen de contraception, elle ne protège pas de la transmission du virus responsable du sida !


Chapitre 8 : L'homme, protégé par le système immunitaire

L'organisme est en permanence en contact avec des micro-organismes présents dans son environnement. Par une plaie, ils peuvent traverser les barrières naturelles et contaminer l'organisme. L'organisme détecte en permanence dans le milieu intérieur la présence d'éléments étrangers grâce à son système immunitaire. Il réagit contre certains, selon des modalités dont les effets sont plus ou moins rapides : c'est la réponse du système immunitaire aux contaminations et aux possibles infections que nos barrières naturelles ou nos pratiques de prévention n'ont pu stopper.


I) Dès l'entrée de micro-organismes dans l'organisme, des cellules et des organes participent à une réaction immunitaire rapide et non spécifique.

Dès leur entrée dans l'organisme, les éléments étrangers, nommés antigènes, sont repérés et pris en charge par les cellules et les organes du système immunitaire. Cette réaction immunitaire fait intervenir :

  • Des organes : moelle rouge des os, ganglions lymphatiques, thymus et rate ;
  • Différents types de leucocytes (globule blanc), cellules phagocytaires, lymphocytes. 

La moelle rouge des os et le thymus produisent les leucocytes. La rate et les ganglions lymphatiques sont les organes dans lesquels se met en place la réponse immunitaire contre l'infection.

Le plus souvent une contamination entraîne une réaction immédiate d'élimination des agents infectieux : la phagocytose par des cellules phagocytaires et les lymphocytes (macrophages) qui circulent en permanence dans tout l'organisme. Les cellules phagocytaires digèrent littéralement les éléments étrangers. Elle peut se traduire par une inflammation, c'est-à-dire une réaction locale traduisant une mise en activité du système immunitaire. Cette réaction est rapide et non spécifique, c'est-à-dire qu'elle est dirigée vers l'antigène sans spécificité propre.

Selon la gravité de l'infection, la phagocytose rapide et non spécifique, ne suffit pas. Une seconde réponse immunitaire plus lente et spécifique se met en place.


II) Si l'infection persiste, des réactions immunitaires lentes et spécifiques se mettent en place.

Lorsque l'infection se généralise, d'autres réactions plus lentes mettent en jeu la reconnaissance de l'élément étranger, c'est à dire : les molécules portées par une cellule infectée, les molécules portées par le micro-organisme ou la toxine produite par un micro-organisme. Ces éléments étrangers sont des antigènes. Cette reconnaissance a lieu notamment dans les ganglions lymphatiques. Lorsqu'un antigène est reconnu, des lymphocytes spécifiques à cet antigène se multiplient rapidement dans les organes lymphoïdes (ganglions ou rate). Un lymphocyte donné ne reconnaît qu'un seul type d'antigène. L'ensemble de ces lymphocytes constitue un clone capable d'agir de manière spécifique à l'encontre des éléments étrangers, c'est une réaction immunitaire lente et spécifique.

Parmi les lymphocytes on distingue :

- les lymphocytes B spécifiques qui sécrètent dans le sang des anticorps capables de se fixer spécifiquement sur les antigènes et de les neutraliser. Il y a formation d'un complexe antigène anticorps. Ces complexes sont alors ingérés et digérés par phagocytose et permettent l'élimination des antigènes.
- les lymphocytes T " thymodépendants "(ils acquièrent leurs propriétés fonctionnelles dans le thymus) qui détruisent par contact des cellules infectées par un virus et porteuses d'antigènes dont ils sont spécifiques. Les débris issus de la destruction de la cellule infectée, sont éliminés par phagocytose.

Cette réaction immunitaire est plus lente, elle est spécifique. Elle fait intervenir plusieurs cellules, certaines d'entre elles des lymphocytes B " mémoire " mettent en mémoire l'antigène pour réagir lors d'une prochaine contamination. (plus exigible)


III) Pour que la défense de l'organisme soit plus rapide, certaines cellules conservent en mémoire l'antigène, c'est la base de la vaccination.

Certains lymphocytes B " mémoire " sont le support de la mémoire de l'antigène, ce qui permet aux réactions spécifiques d'être plus rapides et plus efficaces lors de contacts ultérieurs avec cet antigène. Dès l'apparition de l'antigène dans l'organisme, il sera reconnu par ces lymphocytes B " mémoire ", ces derniers se multiplieront très vite pour produire de très nombreux anticorps. Les lymphocytes T seront également alertés pour réagir plus vite. Ainsi l'antigène sera éliminé plus rapidement.

La mémoire du système immunitaire est utilisée à des fins médicales : La vaccination permet à l'organisme d'acquérir préventivement et durablement la mémoire immunitaire relative à un micro-organisme déterminé. L'antigène est injecté au sujet, celui-ci déclenche une réponse immunitaire, mais il n'est pas pathogène. Les lymphocytes B " mémoire " seront créés, ils garderont en mémoire l'antigène jusqu'à une future contamination. La réponse sera plus rapide.
Lors d'une infection rapide, l'on injecte des anticorps au patient : c'est la sérothérapie qui fournit des anticorps produits par un autre organisme, et procure ainsi une immunité immédiate mais peu durable.

Des immunodéficiences, c'est à dire des déficiences du système immunitaire, innées ou acquises, peuvent affecter le système immunitaire, il peut s'agir par exemple d'un défaut de production de cellules immunitaires. Une greffe de moelle osseuse permet de reconstituer un système immunitaire spécifique.

La contamination de l'organisme du virus d'immunodéficience humaine (VIH) entraîne la destruction des lymphocytes T4. Ces lymphocytes T4, sont indispensables à la réponse immunitaire. Les patients sont alors séropositifs, car ils possèdent dans leur sang, des anticorps dirigés vers ce VIH. On parle de séropositivité : présence d'anticorps dirigés vers un antigène spécifique. (plus exigible)


Partie IV : Responsabilité humaine en matière de santé et d'environnement

7 thèmes développés tout au long de l'année sous forme d'exposés.

Chapitre 9 : Maîtrise de la reproduction et habitude de vie

Connaissances :

  1. Les méthodes de procréation médicalement assistée peuvent permettre à un couple stérile de donner naissance à un enfant.
    La fécondation in vitro et le transfert d'embryons, l'insémination de spermatozoïdes sont des méthodes de procréation médicalement assistée.
    Les méthodes contraceptives et contragestives, l'Interruption Volontaire de Grossesse permettent d'éviter une naissance.

  2. Des changements dans nos habitudes de vie favorisent l'apparition de maladies.
    La sédentarisation, l'augmentation régulière de la consommation de graisses de sucres et de sel peuvent favoriser l'obésité et l'apparition de maladie nutritionnelles (maladies cardio-vasculaires, cancers).
    L''exposition au soleil peut augmenter le risque de cancer de la peau, par des modifications du patrimoine génétique.

  3. Pour sauver des vies humaines on effectue des transfusions sanguines, des greffes de cellules ou de tissus ainsi que des transplantations de certains organes.
    En France, le principe du don a été retenu s'agissant de cellules, tissus ou organes prélevés sur des personnes vivantes ou après leur mort.


Chapitre 10 : Pollutions et activités humaines

Connaissances :

4. Des activités individuelles ou collectives, domestiques ou individuelles rejettent des gaz polluants dans la basse atmosphère.
Des données statistiques actuelles permettent de mettre en évidence un lien entre la qualité de l'air et l'apparition ou l'aggravation de maladies chez l'homme.
La limitation des rejets par la mise en place de technologies nouvelles (filtration des rejets, développement d'énergie propres) et l'adoption de comportements raisonnés sont nécessaires afin d'associer développement économique, respect de l'environnement et santé publique.

5. Les sols et/ou l'eau peuvent être pollués par les substances chimiques ou organiques que l'homme y déverse en trop grande quantité (pollutions agricoles, industrieslles, domestiques).
Des données statistiques actuelles permettent d'établir un lien entre la qualité de l'eau et des sols et un risques accru d'apparition de maladies chez l'homme.
L'adoption de comportements raisonnés, le développement d'une agriculture raisonnée, le développement de nouvelles technologies sont négéssaires afin d'associer développement économique, respect de l'environnement et santé publique.


Chapitre 11 : Biodiversité et activités humaines

Connaissances :

6. La modification des milieux de vie par les choix en matière d'alimentation, influencent la biodiversité planétaire et l'équilibre entre les espèces.
les données statistiques actuelles montrent :

  • la disparition de certaines espèces sur la planète ;
  • des déséquilibres au sein des écosystèmes.

Les enjeux environnementaux, sociaux économiques et culturels associés à la biodiversité, justifient l'adoption de comportements individuels et collectifs, la prise et l'application de décisions politiques, au niveau de l'aménagement du territoire, de la sauvegarde des milieux, de la gestion des ressources de la planète, favorisant le maintien des espèces et la poursuite de l'évolution de la vie sur la planète.

7. Energies fossiles et énergie renouvelables.

Les énergies fossiles utilisées par l'Homme sont le charbon, le pétrole, le gaz naturel.
Les données statistiques actuelles montrent un épuissement prévisible des énergies fossiles.
Ces materiaux du sous-sol, généralement formés en plusieurs millions d'années, sont des ressources non renouvelables à l'échelle de temps humaine.
L'épuisement de ces ressources et les conséquences de leur utilisation sur l'environnement, ont conduit à l'émergence d'autres sources d'énergie, renouvelables.
L'exploitation des ressources du sous-sol se fait en fonction des caractéristiques du gisement, de la teneur en substance utile, des possibilités technologiques et du contexte

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