COURS

DES

SCIENCES DE LA VIE

ET DE LA TERRE

CLASSE DE TROISIEME

PrésentéS PAR:

M. Joseph DIATTA Professeur de Maths-SVT

SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE CLASSE DE TROISIEME

LES COURS

Première Partie : SCIENCES de la VIE

Leçon 1 : LE SYSTEME NERVEUX

Introduction : l’Homme perçoit son environnement et y évolue grâce à un appareil complexe, le Système Nerveux, qui identifie les informations sensorielles et commande les actes. Le Système Nerveux assure cette fonction grâce à des cellules spécialisées appelées Neurones qui transmettent les informations aux centres nerveux et les ordres aux différentes parties du corps.

A. GENERALITES I. DEFINITION

Le Système Nerveux (S.N) est un ensemble organique qui assure la transmission des informations entre l’Encéphale, la Moelle Epinière et le reste du corps par l’intermédiaire des Nerfs.

II. DESCRIPTION DU SYSTEME NERVEUX Le S.N. comprend :

1. L’Encéphale Il est formé du Cerveau, du Cervelet et du Bulbe Rachidien. Il se trouve dans le crâne.

2. La Moelle Epinière C’est un prolongement de l’Encéphale qui loge dans la colonne vertébrale.

3. Les Nerfs Ce sont des filaments qui relient l’Encéphale et la Moelle Epinière à tous les organes du corps. Il y a deux sortes de nerfs : les nerfs crâniens qui partent de l’Encéphale et les nerfs rachidiens qui partent de la Moelle Epinière. Remarque :

Le S.N. est constitué d’un S.N. Central (l’Encéphale et la Moelle Epinière) et d’un S.N. Périphérique (les Nerfs).

Tous les centres nerveux (l’Encéphale et la Moelle Epinière) sont bien protégés par 3 enveloppes superposées appelées Méninges (la Pie-mère, la Dure-mère et l’Arachnoïde) qui se trouvent dans le crâne et la colonne vertébrale.

III. PERCEPTION DE L’EXTERIEUR

1. Les différents Types de Stimuli ou Excitants Pour percevoir son environnement, l’Homme dispose de 5 sens dont leurs organes et tissus nerveux récepteurs spécialisés ne sont sensibles qu’à un seul type de stimulus ou excitant. Tous les organes des sens fonctionnent de la même façon : la stimulation ou excitation du récepteur sensoriel logé dans l’organe déclenche l’émission de messages nerveux ou influx nerveux. Ces messages sont conduits aux centres nerveux (Cerveau et Moelle épinière) par un nerf. Chaque centre nerveux élabore une perception ou sensation suivie ou non par des réactions qui peuvent s’enchaîner en une conduite extériorisée, visible appelée comportement. Cette perception des divers excitants ou stimuli du monde extérieur est résumée dans le tableau suivant :

Excitants ou Stimuli Sens ou Fonction

Organe Récepteur

Tissu Nerveux Récepteur

Types de Sensations

Lumière, Couleur Vue ou Vision Œil Rétine Des formes et des couleurs

Bruit, Musique, Cris Ouïe Oreille Cochlée Des sons

Odeurs, Parfums Odorat Nez Epithélium olfactif Des odeurs

Sucre, Sel, Piment Goût Langue Papilles gustatives Des saveurs

Chaud, Froid, Piqûre Toucher Peau Corpuscules du derme Température et Tact

2. Notions de Stimulus, de Réaction et de Comportement

a) Le Stimulus ou Excitant Un Stimulus est un facteur externe ou interne qui provoque une réponse de l’organisme.

b) La Réaction Une Réaction est un acte ou comportement en réponse à une situation.

c) Le Comportement Un Comportement est une façon d’agir ou de se conduire.

3. Types Messages Nerveux, leur Transmission et leur Analyse Quelque soit de l’acte ou le comportement, on distingue deux types de messages nerveux.

a) Le Message Nerveux Sensitif C’est un message centripède. Il part d’un élément extérieur comme la lumière, le bruit… et est capté par un organe de sens récepteur (ex : l’œil) qui l’envoie par un nerf dit sensitif vers l’aire sensitive du cerveau ou de la moelle épinière qui l’analyse et donne une réponse. Ce message est appelé aussi Influx Nerveux Sensitif.

b) Le Message Nerveux Moteur C’est un message centrifuge. Il part d’une aire motrice du cerveau ou de la moelle épinière, passe par un nerf moteur et arrive au niveau d’un organe effecteur (Ex : le muscle). Ce message s’appelle aussi Influx Nerveux Moteur.

B. LA COMMANDE NERVEUSE I. LES ACTES VOLONTAIRES

1. Les Caractéristiques Les actes volontaires :

dépendent tous de l’Encéphale par un nerf direct ou par un relais du bulbe rachidien ou de la moelle épinière.

sont reliés chacun à une aire bien localisée du cerveau qui est spécialisée dans le traitement de l’information ou la commande de l’acte. Ceci s’explique par l’existence au niveau du cerveau d’aires sensitives et d’aires motrices.

sont tous soumis à la volonté car ils peuvent être modifiés : arrêtés, prolongés ou recommencés.

Remarque : les actes volontaires deviennent impossibles dans certains cas comme :

La lésion : c’est la destruction partielle ou totale d’une aire sensitive ou motrice, du cervelet, du bulbe rachidien ou de la moelle épinière en cas d’accidents.

La coupure du Nerf : dans le cas de la Poliomyélite, par exemple, un membre est paralysé par la rupture du nerf moteur y arrivant.

La défaillance de l’organe : c’est le mauvais fonctionnement de l’organe qui reçoit la sensation ou qui exécute le mouvement.

2. Exemples d’Actes Volontaires a) Les Actes de Motricité Volontaire

Chanter, danser, sauter, écouter, regarder,… sont des actes voulus qui traduisent l’intervention du cerveau. Ces attitudes actives, visibles et volontaires sont appelées actes de motricité volontaire.

b) Les Actes de Sensibilité Consciente Entendre, voir, sentir,… sont des réponses du cerveau qui ne sont pas forcément perçues par l’autre : ce sont des actes de sensation volontaire ou de sensibilité consciente qui peuvent se traduire par une attitude passive.

II. LES ACTES INVOLONTAIRES OU REFLEXES 1. Exemples de Réflexes

a) Les Réflexes innés Ils sont connus de tous, communs aux êtres d’une même ou plusieurs espèces sans distinction d’âge. On nait avec. Ex :

L’approche d’un objet de l’œil fait bouger les paupières. Un bruit sourd fait sursauter (Ex : le tonnerre). Le dormeur chasse les moustiques sans le savoir et sans se réveiller. « Qui saute et tombe sur du feu, saute à nouveau ».

b) Les Réflexes acquis Ils sont habituels. Ils se forgent dans le temps et sont acquis avec la pratique, la répétition et l’entraînement. Ex : le sport, la danse, la conduite d’un véhicule, les habitudes alimentaires (la faim à midi).

2. Les Mécanismes du Réflexe (voir Planche 2) 3. Notions de Réflexe, d’Influx Nerveux et d’Arc Réflexe

a) Le Réflexe Le Réflexe est une réaction rapide, automatique et involontaire de l’organisme provoquée par une excitation.

b) L’Influx Nerveux L’Influx Nerveux est un signal électrique produit, conduit et transmis par un neurone (nerf) provoquant des actes volontaires ou involontaires.

c) L’Arc Réflexe L’Arc Réflexe est le chemin suivi par l’influx nerveux depuis l’excitation jusqu’à la réaction.

4. Les Eléments de l’Arc Réflexe L’Arc Réflexe comprend :

Un Récepteur Sensitif qui est un organe de sens qui reçoit l’excitation. Un Nerf Sensitif qui conduit l’influx nerveux sensitif. Un Centre Nerveux qui est la Moelle Epinière ou le Bulbe Rachidien qui analyse l’influx

nerveux sensitif et qui le transforme en influx nerveux moteur. Un Nerf Moteur qui conduit l’influx nerveux moteur. Un Organe Effecteur qui est souvent un muscle, une glande, un cœur ou des poumons qui

traduit en réponse l’ordre envoyé par le centre nerveux. Remarque :

Un Réflexe peut être conscient ou inconscient. Il permet l’équilibre, la conservation et le fonctionnement de nombreux organes.

Un nerf qui est à la fois sensitif et moteur est appelé Nerf Mixte. Ex : le nerf sciatique de la jambe.

C. HYGIENE DU SYSTEME NERVEUX

I. CE QU’IL FAUT AU S.N. 1. L’Oxygène

Il est indispensable à l’organisme, surtout au cerveau. L’énergie nécessaire au bon fonctionnement du corps provient de la dégradation ou destruction des aliments simples (Glucides, Protides et Lipides) par l’Oxygène. Un manque d’Oxygène provoque le coma ou la mort.

2. Se reposer si nécessaire Le sommeil régulier permet au cerveau de se reposer et de se vivifier.

3. Etre ordonné Avoir une vie organisée, rangée. Travailler au rythme de la capacité de son organisme et se reposer à temps.

4. Avoir une Bonne Alimentation L’alimentation doit être surtout riche en vitamines B et PP. Il faut manger à des heures bien déterminées et éviter l’abus de Café, de Thé et de certains

médicaments. Ne pas consommer le Tabac, la Drogue et l’Alcool.

5. Se distraire Cela permet d’oublier momentanément les soucis, les ennuis, l’inquiétude, l’angoisse ou le stress.

6. Eduquer et fortifier le S.N. Le sport et les jeux d’esprit (Echec, Scrabble, mots croisés…) développent la capacité de réflexion, l’intuition et la concentration.

II. CE QU’IL NE FAUT PAS AU S.N. 1. La Fatigue Nerveuse

C’est le surmenage intellectuel. Le S.N. ne fonctionne plus normalement. Il y a absence de concentration et parfois même de coordination. Elle est surtout causée par :

Les efforts intellectuels exagérés ou désordonnés ; L’absence de sommeil ou de repos ; Les soucis, l’angoisse intense ou le stress ; Les trépidations (bruits, lumières vives…).

2. Les Aliments Toxiques et Nocifs

Le Tabac, l’Alcool, la Drogue et certains aliments trop lipidiques sont nuisibles au S.N.

Le Café, le Thé et d’autres excitants sont certes des stimulants nerveux ou cardiaques, mais leur abus est également nuisible au S.N.

La Malnutrition (Kwashiorkor ou Marasme) est aussi un facteur de retard de développement mental.

3. Les Médicaments Quand ils sont prescrits et pris normalement, ils sont utiles. Toutefois, leur abus est dangereux pour l’organisme (Ex : Drogue et Dopage). Conclusion : le Système Nerveux est donc une organisation complexe du corps humain qui lui permet de contrôler et de coordonner ses sensations et ses actes dans la vie de tous les jours.

Leçon 2 : L’ETUDE DE LA VISION

Introduction : l’Homme, dans son environnement, entretient des relations multiformes. Pour cela, il lui faut recevoir des informations grâce à des organes de sens comme l’œil qui capte toutes les lumières.

I. FONCTIONNEMENT DE L’ŒIL 1. Organisation de l’œil

L’œil est un organe sphérique ou globe oculaire accompagné d’organes annexes. a) Les Organes Annexes

Les organes annexes sont : les paupières, les cils, les sourcils, les glandes lacrymales, les muscles… b) Le Globe Oculaire

La paroi du globe oculaire est formée de trois membranes qui sont de l’extérieur vers l’intérieur : La Sclérotique qui forme en avant de l’œil la Cornée ; La Choroïde qui forme en avant l’Iris ; La Rétine qui tapisse intérieurement l’œil et qui « se prolonge » dans le Nerf Optique.

A l’intérieur, le globe oculaire renferme trois milieux transparents qui sont, de la Cornée à la Rétine : l’Humeur Aqueuse, le Cristallin et l’Humeur Vitrée.

2. L’Accommodation a) Mise en évidence

Regarde un instant un objet éloigné (par exemple, un arbre) puis fixe brusquement un objet proche (une page écrite, par exemple). Que remarques-tu ? Au départ, l’objet proche est flou. Mais après un instant, il est vu nettement. Il faut faire un effort pour voir un objet proche, alors que pour un objet éloigné, on ne ressent aucun effort. Cette mise au point de l’œil qui permet de voir nettement les objets proches est appelée Accommodation.

b) Mécanisme de l’Accommodation Si on regarde un objet éloigné, l’image nette est exactement dans le point focal, c’est-à-dire sur la rétine. Par contre, si on regarde un objet très proche, l’image se forme derrière la rétine. Ceci explique le fait que la vision est floue pendant un instant. Pour rendre l’image claire et nette, le Cristallin se modifie en bombant la face antérieure pour mieux réduire l’image et la former sur la rétine : c’est l’Accommodation. Le Cristallin est donc l’organe responsable de l’Accommodation. Remarque :

La distance minimale à partir de laquelle la vision est nette sans accommodation est appelée le Ponctum Remotum. Elle se situe à 6m.

La distance minimale à partir de laquelle la vision est nette avec accommodation est appelée le Ponctum Proximum. Elle va de 10 à 20cm.

3. La Diaphragmation En fonction de la quantité de lumière qui pénètre dans l’œil, le diamètre de la Pupille varie. Ce qui modifie la quantité de lumière qui arrive sur la rétine. Ce mécanisme de régulation de la quantité de lumière qui entre dans l’œil est appelé Diaphragmation.

II. LES ANOMALIES DE LA VISION ET LEUR CORRECTION

1. La Myopie L’individu myope voit mal les objets éloignés. C’est pourquoi on dit que l’œil myope est « trop long » ou trop convergent : l’image se forme avant la rétine. La correction se fait avec des verres divergents biconcaves.

2. L’Hypermétropie Chez l’hypermétrope, les objets proches sont flous et les objets éloignés sont vus nettement mais avec accommodation. L’Hypermétropie est l’inverse de la Myopie. L’image se forme derrière la rétine : l’œil est dit « trop court » ou peu convergent. Elle est corrigée par des verres convergents biconvexes.

3. La Presbytie Le presbyte éprouve des difficultés à voir les objets rapprochés. Avec l’âge, le Cristallin perd sa souplesse et a des difficultés d’accommodation. Cette anomalie se corrige avec des verres convergents biconvexes.

4. L’Astigmatisme C’est une mauvaise distinction des formes rondes. L’image d’un point est un trait à cause de la courbure irrégulière de la cornée. La correction exige des verres spéciaux. Remarque : il existe aussi d’autres défauts optiques (de vision) tels que le Daltonisme (vue du vert à la place du rouge), le Strabisme (mauvaise coordination des muscles oculaires, d’où un défaut d’orientation des yeux).

Conclusion : la vision est une fonction sensorielle qui nous permet d’être en relation avec le milieu extérieur. Le message reçu est transmis par le Nerf Optique au Cerveau où il est analysé dans les aires visuelles. Une hygiène rigoureuse est nécessaire pour un bon fonctionnement de l’œil.

Leçon 3 : LA RESPIRATION CHEZ L’ESPECE HUMAINE

Introduction : l’Homme ne peut pas vivre plus de quelques minutes sans respirer. A tout moment, de l’air entre et sort de ses poumons : c’est la Respiration.

I. LES MOUVEMENTS RESPIRATOIRES Un mouvement respiratoire comprend deux temps : l’inspiration et l’expiration.

1. L’Inspiration L’entrée de l’air ou Inspiration correspond à l’augmentation de la cage thoracique. Le soulèvement de la cage thoracique est dû aux contractions des muscles intercostaux et à l’abaissement du diaphragme. L’inspiration est un phénomène actif.

2. L’Expiration La sortie de l’air ou Expiration correspond à la diminution du volume de la cage thoracique. Les muscles intercostaux se relâchent et le diaphragme remonte. L’expiration est un phénomène passif. Remarque : le Rythme Respiratoire ou la Fréquence Respiratoire est le nombre de mouvements respiratoires par minute. Elle est de 15 à 16 mouvements/minute chez un adulte au repos. Elle augmente pendant l’activité physique, diminue pendant le sommeil et s’annule pendant l’asphyxie.

II. L’APPARIEL RESPIRATOIRE L’appareil respiratoire comprend : les voies respiratoires et les poumons.

1. Les Voies Respiratoires Les voies respiratoires sont : les narines, les fosses nasales, le pharynx, le larynx, la trachée artère, les bronches, les bronchioles, les vésicules pulmonaires et les alvéoles pulmonaires. Les voies respiratoires acheminent l’air.

2. Les Poumons Les deux poumons sont des organes spongieux et élastiques. Ils sont subdivisés en lobes (3 lobes pour le poumon droit et 2 pour le poumon gauche). Chaque lobe est divisé en lobules pulmonaires renfermant à l’intérieur des sacs à air ou vésicules pulmonaires. L’étude anatomique permet de constater que les poumons sont richement vascularisés (contiennent beaucoup de vaisseaux sanguins : artérioles, veinules et capillaires).

III. LES ECHANGES GAZEUX ENTRE L’AIR ET LES POUMONS 1. Identification des Gaz Respiratoires (voir planche 2)

Les gaz échangés au cours de la respiration sont : l’oxygène, le dioxyde de carbone ou gaz carbonique et la vapeur d’eau.

2. Comparaison entre l’air inspiré et l’air expiré a) Tableau de comparaison pour 100 cm3 de gaz

GAZ Air inspiré (cm3) Air expiré (cm3)

Oxygène (O2) 21 16

Dioxyde de Carbone (CO2) Traces 5

Azote (N) 79 79

Vapeur d’eau Variable Saturation

Température Variable 37°C

b) Analyse du tableau

Au niveau des poumons, l’air inspiré perd de l’Oxygène pour s’enrichir en Dioxyde de Carbone et en vapeur d’eau. L’air expiré est chaud et humide. Ces données permettent de mettre en évidence les échanges entre l’air et les poumons.

IV. LES ECHANGES GAZEUX ENTRE LES POUMONS ET LE SANG 1. Analyse du Sang à l’Entrée et à la Sortie des Poumons

a) Tableau de comparaison

GAZ TRANSPORTES

100 ml de SANG O2 CO2 N

Sang arrivant aux Poumons 10 ml 60 ml 30 ml

Sang sortant des Poumons 20 ml 50 ml 30 ml

b) Analyse du tableau

Le sang sortant des poumons est riche en Oxygène et pauvre en Dioxyde de Carbone. L’Azote n’est pas utilisé dans la respiration. Les échanges gazeux entre les poumons et le sang sont :

- Une partie de l’Oxygène inspiré passe dans le sang ; - Une partie du Dioxyde de Carbone du sang passe dans l’air expiré.

Ces échanges sont favorisés par l’existence d’une surface d’échange efficace. Cette surface d’échange est constituée d’alvéoles pulmonaires représentant une superficie de 200 m2 en contact avec un réseau très dense de capillaires sanguins. Remarque : en arrivant dans les poumons, le sang est rouge sombre car il est chargé de CO2 et en y ressortant, il est rouge vif parce qu’il chargé d’O2.

2. Le Transport des Gaz Respiratoires par le Sang L’Oxygène est transporté sous forme dissoute (2%) mais sa plus grande partie se combine à l’hémoglobine des hématies pour être transportée. Hb + O2 ↔ HbO2

Hb = Hémoglobine ; HbO2 = Oxyhémoglobine

Le Dioxyde de Carbone est transporté sous forme dissoute (70%) ou combiné à l’hémoglobine.

Hb + CO2 ↔ HbCO2

HbCO2 = Carbohémoglobine

V. LES EFFETS DU TABAC ET DE LA POLLUTION DE L’AIR SUR LA RESPIRATION ET LA SANTE 1. Le Tabagisme

Le Tabagisme est une intoxication provoquée par l’usage prolongé du Tabac. Le Tabac est nocif quelle que soit la dose consommée. La fumée de cigarette contient de nombreuses substances dangereuses comme le Goudron, la Nicotine, le Monoxyde de Carbone… Le Tabagisme est la cause de plusieurs maladies telles que le Cancer des Poumons, les Maladies Cardiovasculaires…

2. Les Effets de la Pollution Atmosphérique Les substances rejetées dans l’air par les industries, les automobiles… sont très nocives à l’organisme car elles sont les causes de plusieurs maladies respiratoires (Rhume, Asthme, Bronchite, Tuberculose,…). Conclusion : pour assurer le bon fonctionnement de l’appareil respiratoire, il faut :

- Respirer par le nez et non par la bouche ; - Faire des exercices physiques ; - Eviter de fumer ; - Surveiller la qualité de l’air en diminuant les rejets des polluants atmosphériques.

Leçon 4 : LES PHENOMENES ENERGETIQUES ACCOMPAGNANT LA RESPIRATION Introduction : les nutriments, résultats de la digestion, constituent la source de différentes formes d’énergie nécessaire à la vie cellulaire. Cette libération d’énergie est liée à des oxydations réalisées au cours de la respiration, dont le signe apparent constitue les échanges gazeux.

I. LES MODIFICATIONS OBSERVEES AU COURS DE L’ACTIVITE MUSCULAIRE Quand nous faisons un exercice physique, nous constatons que nos muscles travaillent, le cœur bat plus vite et on a chaud. Il s’agit d’une dépense énergétique.

1. Variation de la Consommation d’Oxygène, de la Fréquence Cardiaque et du Volume de Sang éjecté à chaque Contraction au Repos et en Exercice physique

Mesures

Conditions

Consommation d’Oxygène en ml / mn

Fréquence Cardiaque en Battements / mn

Volume de Sang éjecté à chaque Contraction en ml

Repos 267 64 100

Exercice 1430 122 125

2. Analyse

Pendant l’effort ou l’exercice physique, la consommation d’oxygène, la fréquence cardiaque et le volume de sang éjecté à chaque contraction du cœur augmentent.

3. Interprétation L’organisme s’adapte à l’effort en augmentant la fréquence respiratoire et la fréquence cardiaque pour apporter l’oxygène et les nutriments nécessaires au bon fonctionnement des muscles. Remarque : l’effort musculaire s’accompagne aussi d’un dégagement de chaleur et d’une transpiration.

II. ECHANGES ENTRE LE SANG ET LES MUSCLES 1. Irrigation ou Vascularisation d’un Muscle

Les muscles et les organes sont irrigués par les vaisseaux sanguins. Le sang arrive aux muscles ou aux organes par des artérioles et y part par des veinules. Un réseau dense de capillaires unit les artérioles et les veinules.

2. Echange de Gaz et de Nutriments entre le Sang et les Muscles (voir Planche 1) Les Figures 1 et 2 montrent les échanges de Gaz et de Nutriments entre le sang et les muscles. En traversant le muscle, le sang s’enrichit en Dioxyde de Carbone et s’appauvrit en Oxygène. Le muscle absorbe de l’Oxygène et rejette du Dioxyde de Carbone : il respire. La quantité d’Oxygène absorbée et celle de Dioxyde de Carbone rejetée par le muscle varie en fonction de l’activité. Il en est de même de la quantité de Glucose prélevée dans le sang.

III. LA LIBERATION D’ENERGIE Une partie des Nutriments, le Glucose (Glucides), les Acides Aminés (protides), les Acides Gras et Glycérols (Lipides), est dégradée en présence de l’Oxygène pour fournir l’Energie nécessaire au fonctionnement de l’organisme. La dégradation des Nutriments en présence de l’Oxygène est

appelée Oxydation. L’énergie produite au cours de l’oxydation des nutriments est en partie consommée par l’activité cellulaire et en partie perdue sous forme de chaleur. Cette oxydation produit aussi des déchets comme le CO2 qui devront être éliminés par l’organisme. Glucose + Oxygène (O2) -------------------> Energie (Chaleur) + Dioxyde de Carbone (CO2) + Eau (H2O) C6H12O6 + 6 O2 ------------------> 6 CO2 + 6 H2O + Energie

Nutriments (Glucose)

OXYDATION

Oxygène

Schéma fonctionnel de la Libération d’Energie Conclusion : la respiration est un phénomène cellulaire par lequel les nutriments sont dégradés en présence de l’oxygène. Elle fournit de l’énergie et produit des déchets qui sont éliminés par les poumons (CO2), par la peau (sueur) et les reins (urée, acide urique et acide lactique).

CO2

Energie : Chaleur & Travail

Eau (Sueur)

Leçon 5 : LA FERMENTATION : UN AUTRE MOYEN DE SE PROCURER DE L’ENERGIE

Introduction : la respiration n’est pas la seule voie de dégradation des nutriments pour libérer de l’énergie. La Fermentation, dont les effets sont connus depuis très longtemps, assure aussi cette transformation.

I. DEFINITIONS 1. Le Ferment

C’est l’agent responsable de la fermentation. Ex : bactérie, levure… 2. La Fermentation

La Fermentation est la transformation du Sucre en Alcool ou en Acide par un Microorganisme (Bactérie ou Champignon).

II. EXEMPLES DE FERMENTATION

1. La Fermentation Lactique a) Expérience

Deux récipients A et B contenant du lait frais sont chauffés jusqu’à ébullition. On les ferme et on les laisse refroidir, puis on ajoute dans le récipient A une cuillérée de lait caillé.

b) Résultats Le lait du récipient A se coagule alors que celui du récipient B reste intact.

c) Conclusion La cuillérée de lait caillé a permis la coagulation du lait (fermentation du lait) dans le récipient A.

2. La Fermentation Alcoolique a) Expérience (Voir Planche) b) Résultat

On voit l’apparition d’un dégagement gazeux qui trouble l’eau de chaux. Il s’agit du CO2. c) Conclusion

La Levure de Bière a provoqué la fermentation du glucose qui a produit de l’alcool et du CO2.

III. CARACTERISTIQUES DE LA FERMENTATION 1. Observation au microscope

Une goutte de lait montre au microscope des bactéries lactiques (microorganismes) responsables de la coagulation du lait ou de la fermentation lactique. Dans une goutte de mélange (Eau + Glucose + Levure de boulanger), on observe au microscope des microorganismes de forme ovale appelés levures de bière qui sont responsables de la fermentation alcoolique.

2. Interprétation La fermentation est due à l’activité de microorganismes appelés ferments. Ces ferments sont en état de vie ralentie. Ex : la levure de boulanger qui est un ferment alcoolique. Ces fermentations se déroulent en milieu anaérobie (absence d’oxygène) et produisent de l’énergie utilisée par les microorganismes (ferments) pour leur survie et leur croissance.

Fermentation Lactique : Lactose (sucre) + Bactéries lactiques → Acide Lactique + CO2 + Energie

Fermentation Alcoolique : Glucose (sucre) + Levures → Alcool + CO2 + Energie

IV. COMPARAISON ENTRE FERMENTATION ET RESPIRATION 1. Tableau de comparaison

Quantité d’Energie produite (KJ)

Oxygène utilisé

CO2 dégagé

Rendement énergétique (%)

Fermentation 272 Néant Faible 2,5

Respiration 2860 Important Important 45

2. Analyse Ce tableau montre que la respiration utilise de l’Oxygène, produit plus d’énergie, dégage plus de Dioxyde de Carbone et a un meilleur rendement énergétique. La respiration se déroule en milieu aérobie alors que la fermentation alcoolique et la fermentation lactique se déroulent en milieu anaérobie.

3. Interprétation La différence des rendements énergétiques est due au fait que lors de la respiration, le glucose est complètement dégradé en CO2 et en eau tandis que lors des fermentations alcoolique et lactique, il reste à l’arrivée, respectivement, de l’alcool et de l’acide lactique contenant encore de l’énergie. Donc, la respiration est une dégradation complète des molécules carbonées alors que la fermentation les dégrade de manière incomplète. Conclusion : les fermentations sont des dégradations incomplètes des molécules carbonées qui libèrent peu d’énergie. Elles représentent, comme la respiration, des processus permettant de fournir de l’énergie.

Leçon 6 : LE RÔLE DU REIN DANS L’EXCRETION URINAIRE ET LA REGULATION DU MILIEU INTERIEUR

Introduction : en fonctionnant, les organes produisent des déchets qu’ils rejettent dans le milieu intérieur (Sang et Lymphe). Certains, comme le Dioxyde de Carbone, sont éliminés au cours de la respiration. Mais, la majorité des déchets est prise en charge par les Reins qui les évacuent par l’urine : c’est l’Excrétion Urinaire.

I. L’APPAREIL URINAIRE L’appareil urinaire comprend les voies urinaires et les reins.

1. Les Voies Urinaires Elles comprennent :

a) Les Uretères Ce sont des conduits par lesquels l’urine arrive dans la vessie à partir des reins.

b) La Vessie C’est un réservoir dans lequel s’accumule l’urine.

c) L’Urètre C’est un conduit par lequel s’écoule l’urine pendant la miction.

2. Les Reins Ce sont des organes en forme de haricot et richement vascularisés. Sur une coupe longitudinale d’un rein, on observe de l’intérieur vers l’extérieur : la zone du bassinet, la zone médullaire ou pyramidale et la zone corticale ou granuleuse. La zone médullaire présente de nombreux tubes urinifères ou néphrons (environ 1 million chez l’homme). Chaque néphron est entouré d’un riche réseau de capillaires sanguins et comprend une capsule ou glomérule, un tube contourné et un tube collecteur.

II. LES RÔLES DU REIN Une comparaison de l’Urine et du Plasma montre que le rein joue les rôles suivants :

1. Le rôle d’Epuration ou d’Elimination Le rein élimine certaines substances qui se trouvent dans le Plasma en fonction de leur concentration ou quantité.

2. Le rôle de Filtration ou de Barrière Les Protéines, les Lipides et le Glucose sont présents dans le Plasma mais absents dans l’Urine. La filtration est donc sélective.

3. Le rôle de Sécrétion Certains déchets, comme l’Ammoniaque, sont présents dans l’Urine et absents dans le Plasma. Cela montre que le rein élabore ou fabrique certaines substances et qu’il élimine par la suite en compagnie de l’urine.

III. LIEU DE FORMATION DE L’URINE Les Reins fabriquent l’Urine à partir du sang apporté par les Artères Rénales qui se divisent et forment un réseau de Capillaires autour des Néphrons. L’Urine formée dans les Reins est canalisée par les Uretères jusqu’à la Vessie où elle est stockée avant d’être évacuée à l’extérieur par l’Urètre.

IV. LES DIFFERENTES ETAPES DE LA FORMATION DE L’URINE Les différentes étapes de la formation de l’urine sont :

1. La Filtration

Elle est sélective. Le Plasma est filtré au niveau de la Capsule du Néphron. Tous les constituants du Plasma passent, sauf les molécules de grande taille : les Protides et les Lipides.

2. La Réabsorption La totalité du Glucose, une partie des Sels Minéraux et la plus grande partie de l’Eau sont réabsorbées par les Reins.

3. La Sécrétion Des déchets tels que l’Ammoniaque… sont sécrétés par les parois du Tube Urinifère puis éliminés par la suite. Remarque : il existe d’autres organes d’excrétion : les Glandes Sudoripares de la Peau qui sécrètent la Sueur et les Poumons qui rejettent du Dioxyde de Carbone.

V. L’EXCRETION URINAIRE DANS LA REGULATION DU MILIEU INTERIEUR Les Reins assurent les sorties et les entrées d’Eau afin de maintenir constant le volume du milieu intérieur. Il en est de même pour de nombreux éléments minéraux, comme le sodium. Donc l’excrétion urinaire contribue à réguler le volume et la composition du sang ou du milieu intérieur. Remarque : des analyses d’urine peuvent mettre en évidence certains symptômes ou signes : la Glycosurie (présence de glucose dans l’urine), l’Albuminurie (présence d’albumine ou protéine dans l’urine), l’Hématurie (présence de sang ou d’hématies dans l’urine). Conclusion : l’Excrétion Urinaire permet de rejeter certains déchets résultants du fonctionnement des organes. C’est un mécanisme qui participe aussi à la régulation du milieu intérieur.

Leçon 7 : L’IMMUNITE ET LA REPONSE IMMUNITAIRE Introduction : l’organisme se trouve en contact permanent avec de nombreux microbes. Certains provoquent des maladies : ils sont pathogènes. L’organisme se défend contre les agressions microbiennes grâce à un mécanisme appelé Réponse Immunitaire.

I. LA REPONSE IMMUNITAIRE NON SPECIFIQUE Elle comporte les Barrières naturelles et la Phagocytose.

1. Les Barrières Naturelles Ce sont la Peau et les Muqueuses. Elles constituent le premier barrage naturel contre les microbes. Quand ce barrage est franchi, il peut y avoir une infection. Remarque : une plaie infectée présente les signes suivants :

- Rougeur et chaleur liées à la dilatation des capillaires sanguins ; - Douleur due à l’excitation de certaines terminaisons nerveuses ; - Gonflement (œdème) dû à la fuite du plasma dans les tissus ; - Parfois il y a formation de pus.

Cet ensemble de signes est appelé Réaction Inflammatoire. (Voir Planche 1, Figure 1) 1. La Phagocytose (Voir Planche 1, Figures 2 et 3)

C’est la deuxième ligne de défense de l’organisme. Certains Leucocytes (Polynucléaires et Macrophages) appelés Phagocytes, attirés par la présence des microbes, sortent des Capillaires sanguins par Diapédèse et se rassemblent près d’eux. Ces Phagocytes attaquent les microbes afin de les phagocyter (capturer et tuer). Pour cela, ils s’accolent aux microbes, les enveloppent et les enferment dans une poche cytoplasmique. Ces Phagocytes libèrent ensuite des substances digestives dans la poche, ce qui assure la destruction des microbes. L’ensemble de ce mécanisme s’appelle la Phagocytose. Remarque : le plus souvent, la Phagocytose suffit pour tuer les microbes présents au niveau de la plaie. Parfois les microbes résistent à cette Phagocytose et l’infection peut progresser.

II. LA REPONSE IMMUNITAIRE SPECIFIQUE Elle est assurée par les Anticorps, les Antitoxines et les Lymphocytes T.

1. Notions d’Antigène et d’Anticorps Un Antigène est une molécule reconnue comme étrangère (microbe) par l’organisme et qui déclenche une réaction de défense de sa part. Un Anticorps est une molécule qui agit contre les corps étrangers (antigènes).

2. La Production d’Anticorps et d’Antitoxines Des expériences ont montré que les Anticorps et les Antitoxines sont fabriqués par les Lymphocytes B (les Lymphocytes B sont des Leucocytes). Ces Anticorps et Antitoxines sont libérés dans le Plasma sanguin. Ce qui permet d’atteindre les microbes et les toxines afin de les neutraliser. Les Anticorps et les Antitoxines sont aussi appelés Immunoglobulines.

3. L’Evolution de la Production d’Anticorps (voir Planche 1, Figure 4) Au premier contact avec l’antigène, l’organisme ne produit pas immédiatement d’Anticorps. Il s’écoule, avant leur production, un temps de latence ou délai d’une semaine à la fin duquel, l’organisme commence à produire des Anticorps et le nombre augmente puis diminue progressivement pour s’annuler au bout de trois semaines : c’est la réponse primaire. Lors du deuxième contact, l’apparition d’Anticorps est plus élevée et elle persiste plus longtemps dans le sang : c’est la réponse secondaire.

La production d’Anticorps est beaucoup plus rapide et importante si l’organisme a déjà rencontré auparavant ce même antigène. Tout se passe comme si l’organisme se souvenait de cet ancien agresseur : il existe donc une mémoire immunitaire.

4. Les Mécanismes de la Réponse Immunitaire Spécifique Pendant la réponse immunitaire spécifique, l’organisme met en œuvre deux mécanismes de défense plus lents nécessitant une reconnaissance de l’agresseur :

Une neutralisation des antigènes par les Anticorps ou Antitoxines qui se fixent sur eux ;

Une destruction des cellules reconnues comme étrangères par les Lymphocytes T (tueurs). Dans les deux cas, il existe une mémoire immunitaire.

5. La Spécificité des Anticorps et des Antitoxines (voir Planche 2, Document 1) Les expériences réalisées sur quatre lots de souris ont permis de tirer les conclusions suivantes :

- Les souris du lot 2 ont été protégées par le sérum d’un animal guéri de la Diphtérie. - Le sérum de l’animal guéri de la Diphtérie contient des anticorps contre cette maladie. - Les anticorps antidiphtériques ne protègent pas contre les bacilles tétaniques. Donc les

anticorps sont spécifiques aux antigènes. 6. Notion d’Immunité

a) Observations (voir Planche 2) b) Conclusions

Dans la première et la deuxième observation, on parle d’immunité naturelle alors que dans la troisième, on parle d’immunité acquise grâce à des maladies immunisantes.

c) Définition L’Immunité est l’aptitude de l’organisme à résister contre certains corps étrangers. Conclusion : la réponse immunitaire permet à l’organisme de se défendre contre les agressions microbiennes. Les moyens de défense font intervenir différentes catégories de leucocytes : les Phagocytes (immunité non spécifique), les Lymphocytes B et T (immunité spécifique, acquise et mémorisable).

Leçon 8 : LE SYSTEME IMMUNITAIRE Introduction : les réactions de défense immunitaire visent à éliminer tout élément étranger pénétrant dans l’organisme. Ces réactions de défense font intervenir différents organes et cellules qui constituent le système immunitaire.

I. LES ORGANES DU STSTEME IMMUNITAIRE (Voir Planche 1, Document 1) L’analyse des Textes 1 et 2 permet de relever quelques organes du système immunitaire qui sont : les ganglions et la moelle osseuse. Les différents organes du système immunitaire sont :

1. Les Organes Lymphoïdes Primaires ou Centraux (Voir Planche 2) Ce sont la Moelle Osseuse ou Moelle Rouge des os et le Thymus. Ils sont le lieu de fabrication des cellules du système immunitaire.

2. Les Organes Lymphoïdes Secondaires ou Périphériques (Voir Planche 2) Ce sont les Amygdales, la Rate et les Ganglions des Aisselles, du Cou, des Abdominaux et de l’Aine. C’est là que les cellules du système immunitaire s’accumulent et réagissent en cas d’infection. Remarque : les organes du système immunitaire sont reliés entre eux par le Sang et la Lymphe qui constituent le Milieu Intérieur, espace d’expression du système immunitaire.

II. LES CELLULES DU SYSTEME IMMUNITAIRE Les cellules du système sont les Leucocytes : les Polynucléaires, les Monocytes et les Lymphocytes.

1. Comparaison du Nombre de Leucocytes chez un Individu Sain et un Malade Le tableau du Document 2 montre que le nombre de Leucocytes est plus élevé chez le malade que chez le sain. Cette augmentation est liée à la mise en alerte du système de défense de l’organisme dont les acteurs principaux sont les Leucocytes.

2. Les différents Types de Leucocytes et leurs Rôles Les Polynucléaires et les Macrophages assurent la Phagocytose. Les Macrophages sont issus de la transformation des Monocytes. Les Lymphocytes B produisent les Anticorps et Antitoxines et les Lymphocytes T détruisent les cellules infectées par contact direct.

III. FONCTIONNEMENT DU SYSTEME IMMUNITAIRE Le système immunitaire a un fonctionnement complexe et coordonné.

1. Les Cellules Réceptrices Elles captent des informations relatives à l’antigène. Ce sont les Macrophages (Monocytes) après Phagocytose de l’antigène.

2. Les Cellules Effectrices Elles reçoivent l’information relative à l’antigène et agissent par médiation humorale (production d’Anticorps ou d’Antitoxines) ou par médiation cellulaire (Phagocytose ou Destruction des antigènes). Remarque : pour toute réponse spécifique, humorale ou cellulaire, certains Lymphocytes gardent en mémoire la nature de l’antigène agresseur. Conclusion : les différentes cellules du système immunitaire (Leucocytes) coopèrent afin d’assurer un bon fonctionnement du mécanisme de défense de l’organisme. La réponse est directement réalisée

par des cellules (médiation cellulaire) ou par l’intermédiaire des Anticorps et des Antitoxines (médiation humorale).

Leçon 9 : UN AUTRE EXEMPLE DE SPECIFICITE IMMUNOLOGIQUE : LES GROUPES SANGUINS

Introduction : l’immunité ne se manifeste pas seulement en cas d’agression microbienne ; tout ce qui est étranger à l’organisme est considéré comme un antigène et provoque la fabrication d’anticorps. Dans certains cas, les anticorps peuvent être naturellement présents dans l’organisme. C’est cas des anticorps du sang qui caractérisent ainsi les groupes sanguins.

I. NOTION DE GROUPES SANGUINS (Document 1) Des expériences ont permis de constater beaucoup de différences au niveau du sang de certains individus. Les recherches ont montré l’existence de groupes sanguins.

II. LES TRANSFUSIONS SANGUINES 1. Notions de Compatibilité et d’Incompatibilité (Document 2)

a) Analyse L’expérience du Document 2 montre que les gouttes de sang S1 et S2 forment un mélange homogène : ces gouttes de sang sont compatibles. Les gouttes de sang S3 et S4 forment un mélange hétérogène (les hématies sont collées en boules ou en amas) : ces gouttes de sang sont incompatibles.

b) Interprétation A la surface de chaque hématie se trouve un Antigène (ou Agglutinogène) qui la caractérise (voir figure 1). Dans le Plasma (ou le Sérum) du même sang se trouvent des Anticorps (ou Agglutinines) qui lui permettent de se défendre contre un autre sang de type différent. Dans un mélange de sangs différents et non compatibles, les anticorps de l’un agglutinent les hématies de l’autre.

2. Les différents Groupes Sanguins (Tableau 1) Grâce à des tests de compatibilité, on a classé le sang des individus en quatre groupes : A, B, AB et O, découverts en 1900 par le médecin autrichien Dr Karl LANDSTEINER. Les différentes transfusions sanguines sans risques sont représentées dans la figure ci-dessous. Le sérum du receveur ne doit pas contenir les anticorps qui sont contre les antigènes des hématies du donneur.

A

Donneur Universel O AB Receveur Universel

B

Les différentes Possibilités de Transfusions Sanguines sans Risques du Système ABO

III. LE FACTEUR RHESUS

La découverte d’un nouvel antigène appelé le facteur Rhésus a conduit à une nouvelle appellation des groupes sanguins. Ainsi, lorsqu’un individu du groupe B possède sur ses hématies l’antigène Rhésus, on notera qu’il est du groupe B Rhésus positif (ou B Rh+ ou B+). Par contre, si l’antigène Rhésus est absent, on notera B Rhésus négatif (ou B Rh- ou B-). Pendant les transfusions sanguines, on ne doit pas donner du sang de Rhésus positif à un individu de Rhésus négatif ; il y a dans ce cas risque d’incompatibilité. Remarque : notre organisme est capable de distinguer ce qui lui est propre, le « soi » et ce qui lui est étranger, le « non soi ». Cette reconnaissance est basée sur la forme de certaines protéines (antigènes) à la surface des cellules. Ex : rejet de greffes, agglutination d’hématies. Conclusion : la connaissance des différents groupes sanguins ainsi que les possibilités de transfusions sanguines et de greffes sans risques ont permis de savoir que notre organisme est capable de reconnaître ce qui lui est compatible ou non : c’est la spécificité immunologique.

Leçon 10 : AIDE A L’IMMUNITE Introduction : les naturelles de l’organisme ne suffisent pas toujours pour vaincre les agressions microbiennes. Il est alors nécessaire de renforcer les moyens de défense du système immunitaire par des actions complémentaires pour lutter contre les infections.

I. LA PREVENTION 1. La Vaccination

La Vaccination est une méthode préventive qui consiste à utiliser les Vaccins. a) Découverte (Voir Planche, Texte 1 et Figure 5)

C’est en 1797 que le médecin Anglais JENNER découvre le Premier Vaccin contre la Variole. Plus tard, en 1880, le Français PASTEUR découvre le vaccin contre le Choléra des poules.

b) Définition Le Vaccin est une préparation contenant des microbes non dangereux (antigènes ou toxines atténués ou tués) dont l’introduction dans l’organisme entraîne une production d’Anticorps ou d’Antitoxines et de cellules mémoires spécifiques contre une maladie à venir.

c) Caractéristiques du Vaccin (Voir Planche, Figure 1) Analyse de la figure 1 : après l’injection, il y a une faible production d’Anticorps. Les injections suivantes entraînent une augmentation rapide et importante du taux d’Anticorps dans le sang qui commence à diminuer 3 mois après. L’injection du rappel déclenche une production plus élevée d’Anticorps qui reste constante pour une durée plus longue. Le Vaccin est préventif. Son action est spécifique, lente, mais de longue durée. Son immunité est active. Toutefois, il faut faire des rappels pour maintenir l’immunité et développer la mémoire immunitaire de l’organisme.

2. Autres Moyens Préventifs Il existe d’autres méthodes préventives qui empêchent la pénétration ou la multiplication de microbes dans notre corps. Ce sont :

a) L’Asepsie C’est l’absence de microbes. Elle consiste à éviter leur contact. Elle associe la désinfection de l’environnement et de l’air, l’utilisation de matériel stérile et d’antiseptiques.

b) L’Antisepsie C’est l’ensemble des méthodes qui permettent de détruire les microbes dès qu’ils prennent contact avec l’organisme. On utilise pour cela des antiseptiques (Alcool, Eau de Javel, Mercurochrome, Savon…).

c) Le Dépistage En cas d’épidémies, il est nécessaire de dépister (rechercher) ceux qui sont atteints afin de les isoler et de les traiter rapidement pour éviter qu’ils ne contaminent les autres.

d) La Chimio-prévention Elle consiste à prendre des médicaments chimiques afin de détruire ou empêcher le développement des microbes déjà entrés dans l’organisme avant que la maladie ne se déclenche. Ex : la chloroquine pour le Paludisme

e) La Séro-prévention C’est l’utilisation des sérums qui fournissent à l’organisme des anticorps ou des antitoxines déjà fabriqués et prêts à la lutte. On les utilise comme préventifs pendant l’incubation (période qui sépare la pénétration du microbe et le déclenchement de la maladie).Ex : le Sérum Antitétanique (SAT)

II. LE TRAITEMENT 1. La Sérothérapie

La Sérothérapie est une méthode curative qui consiste à utiliser des Sérums.

a) Découverte (Voir Planche, Texte 2 et Figure 6) C’est le Docteur ROUX qui découvre le premier Sérum vers 1890.

b) Définition Le Sérum est une substance contenant des Anticorps ou des Antitoxines spécifiques fabriquées par un autre organisme pour soigner ou guérir des maladies.

c) Les Caractéristiques du Sérum (Voir Planche, Figure 2) Analyse de la figure 2 : on constate, dès l’injection de SAT, une augmentation rapide du taux d’anticorps antitétaniques jusqu’à atteindre son maximum dans le sang du receveur. Ensuite le taux d’Anticorps diminue progressivement pour disparaître 6 semaines après. Le Sérum est curatif. Son action est spécifique, immédiate, mais de courte durée. Son immunité est passive.

1. Comparaison entre Vaccin et Sérum

VACCIN SERUM

CONTENU Microbes ou toxines atténués ou

tués Anticorps ou Antitoxines déjà

fabriqués

EMPLOI Préventif Curatif

ACTION

Dans le temps Lente (tardive) Immédiate

Nature de l’action

Spécifique Spécifique

PRESENCE Durable (des mois ou années avec

rappels) Passagère (semaines)

IMMUNITE Active (fabriquée) Passive (empruntée)

2. La Sérovaccination

La Sérovaccination associe les deux méthodes (Sérothérapie et Vaccination). En cas d’urgence, on protège immédiatement le sujet par une injection de Sérum qui permet de soigner la maladie, en même temps on le vaccine pour assurer une immunité durable.

3. L’Antibiothérapie L’Antibiothérapie est une méthode curative qui utilise des Antibiotiques pour tuer les microbes ou empêcher leur multiplication.

a) Découverte (Voir Planche, Document 1, Figure 3a et 3b) C’est en 1928 que le médecin chercheur Anglais Dr FLEMING découvre le Premier Antibiotique appelé Pénicilline, en cultivant des bactéries dans des boîtes de pétri.

b) Définition Un Antibiotique est une substance antimicrobienne sécrétée par un microorganisme ou produite par synthèse au laboratoire pour guérir des maladies infectieuses.

c) L’Antibiogramme C’est un procédé médical permettant de faire un bon choix des Antibiotiques pendant le traitement d’infections complexes. Il permet de connaître l’Antibiotique le plus efficace.

Conclusion : diverses méthodes aident l’organisme à combattre les infections : la Prévention (Vaccination) et le Traitement (Sérothérapie, Antibiothérapie). Pour mieux aider l’immunité de notre organisme, il faut éviter les infections en limitant le contact avec les microbes.

Leçon 11 : DYSFONCTIONNEMENT DU SYSTEME IMMUNITAIRE : CAS DE L’INFECTION AU VIH/SIDA

Introduction : la résistance de l’organisme aux infections nécessite un fonctionnement satisfaisant du système immunitaire. Parfois, ce système présente des défaillances, on parle d’immunodéficience. Celle-ci peut être acquise : c’est le cas du SIDA.

I. CARACTERISTIQUES DE L’INFECTION PAR LE VIH 1. Données épidémiologiques (Voir Document 1, Planche 1)

Le SIDA (Syndrome de l’Immuno-Déficience Acquise) est une maladie virale causée par le VIH (Virus de l’Immunodéficience Humaine). Les premiers cas de Sida ont été détectés en 1981 aux Etats-Unis. Cette maladie s’est rapidement propagée dans le monde entier : on parle de Pandémie. Elle est inégalement répartie avec un maximum en Afrique au sud du Sahara.

2. Le Dépistage Pour savoir si une personne est infectée par le virus du Sida (VIH), on pratique un test de dépistage à partir d’une prise de sang. Ce test de dépistage consiste à détecter la présence d’anticorps anti-VIH sécrétés en réaction à l’infection.

Si le Test est Positif, on dit que la personne est Séropositive parce qu’elle est infectée par le VIH et possède dans son sérum des anticorps Anti-VIH (anticorps spécifiques du VIH).

Si le Test est Négatif, on dit que la personne est Séronégative parce qu’elle n’est pas infectée par le VIH et ne possède pas dans son sérum des anticorps Anti-VIH. 3. Evolution de l’infection au VIH

Lorsque le VIH pénètre dans l’organisme, il va se loger dans un Lymphocyte T4 et s’y multiplie activement provoquant sa destruction. Ainsi, le nombre de Lymphocytes T4 va diminuer, ce qui entraîne une Immunodéficience (Figure 3, Planche 2). Les Lymphocytes T4 ont pour rôle d’activer d’une part les Lymphocytes B pour la production des anticorps et d’autre part les Lymphocytes Tueurs pour la destruction des cellules cibles infectées ou anormales. (Figure 2, Planche 2). Après la pénétration du VIH dans l’organisme, on peut distinguer trois phases : la phase de Primo-infection, la Phase Asymptomatique (sans signes) et la Phase Symptomatique (maladie déclarée). (Voir Tableau 1, Planche 2) Remarque : la troisième phase de Sida déclaré est surtout caractérisée par le développement ou l’apparition des maladies opportunistes telles que les Dermatoses, la Tuberculose, la Diarrhée…

II. TRANSMISSION ET PREVENTION 1. La Transmission

Le virus du Sida ne vit que très peu de temps à l’air libre. C’est pourquoi, il ne se propage que dans des milieux plus ou moins liquides de l’être humain tels que le sang, le lait maternel, le sperme, les sécrétions vaginales. Cela explique que le Sida se transmet d’une personne à une autre par :

- Le Sang (transfusion ou blessures par un objet souillé tel que lame de rasoir, brosse à dents…) ;

- La Relation Mère-Fœtus ou Mère-Enfant (échanges placentaires, allaitement) ; - Les Relations Sexuelles Non protégées.

2. La Prévention

Actuellement, il n’existe pas de vaccin contre le Sida, mais il y a des médicaments qui permettent de ralentir son développement chez une personne contaminée sans la guérir. On peut empêcher la transmission du Sida :

Par l’utilisation du sang et des objets non contaminés ; Par l’usage des préservatifs ; Par l’abstinence sexuelle ; Par la fidélité dans le couple ; En encourageant à faire le test de dépistage.

Conclusion : l’infection au VIH/SIDA entraîne un dysfonctionnement du système immunitaire qui a pour conséquence le développement des maladies opportunistes. Nous devons donc avoir un comportement responsable pour empêcher la transmission du SIDA.

Deuxième Partie : SCIENCES DE LA TERRE

Leçon 12 : LA TECTONIQUE DES PLAQUES Introduction : la croûte ou écorce terrestre, encore appelée Lithosphère, est divisée en plusieurs morceaux rigides et mobiles appelés Plaques. Ces Plaques flottent sur du manteau visqueux (plus ou moins fluide) ou Asthénosphère. Leur mouvement est appelé Tectonique des Plaques.

I. ZONES ACTIVES ET ZONES STABLES DU GLOBE La Tectonique des Plaques est un mécanisme de déformation ou de dislocation des couches géologiques après leur formation. C’est une théorie qui s’explique à travers des phénomènes géologiques qui permettent de distinguer deux types de zones sur le globe terrestre : les zones actives et les zones stables.

1. Définitions a) Les Zones Actives

Ce sont des zones où se produisent 90% des volcans, des séismes et des déformations (failles, rifts, plis, montagnes). Elles sont étroites et délimitent de vastes surfaces où rien ne semble se passer.

b) Les Zones Stables Ce sont de vastes zones où ne semble exister aucune activité géologique. C’est à leurs frontières que se manifeste l’essentiel de l’activité du globe terrestre (volcans, séismes et déformations).

2. Notion de Plaques Lithosphériques Une plaque lithosphérique est une zone stable délimitée par des zones actives. Les principales plaques lithosphériques sont au nombre de sept (7) : il s’agit des plaques Africaine, Eurasienne ou Eurasiatique, Pacifique, Antarctique, Nord-Américaine, Sud-Américaine et Australienne ou Australo-Indienne.

II. LA MOBILITE DES PLAQUES Chaque plaque lithosphérique est une portion de la lithosphère formée de l’écorce terrestre et d’une partie du manteau supérieur plus rigide (moins fluide). La Lithosphère est donc découpée en Plaques animées d’un mouvement relatif les unes par rapport aux autres. Ce mouvement ou Tectonique des Plaques repose sur deux phénomènes principaux : la Convergence ou Rapprochement et la Divergence ou Ecartement.

1. La Convergence ou Rapprochement Dans le mouvement des Plaques, certaines ont tendance à se rapprocher. Ce rapprochement entraîne la disparition de la croûte océanique qui peut aboutir à la rencontre ou collision de deux Plaques appelée Subduction. C’est cette subduction qui provoque la création des fosses océaniques, les éruptions volcaniques, la fermeture des océans ou des mers et la formation des chaînes de montagnes.

2. La Divergence ou Ecartement D’autres plaques peuvent s’éloigner les unes des autres créant ainsi des zones de divergence appelées dorsales océaniques. Ce mouvement d’écartement, appelé Accrétion, est à l’origine des rifts ou failles normales, des séismes, des volcans sous marins, de la formation d’océans ou mers et de l’apparition d’une nouvelle croûte océanique.

Remarque : deux Plaques peuvent glisser côte à côte horizontalement (latéralement) ou verticalement dans un sens inverse et créer les mêmes effets (failles, rifts, séismes, volcans, montagnes).

III. LE MOTEUR DE LA MOBILITE DES PLAQUES La mobilité des plaques repose sur des hypothèses d’existence de forces et d’énergie.

1. Les Forces La présence de forces entre les plaques explique leur rapprochement grâce aux forces d’attraction (forces de signes contraires : + et -) ou leur écartement du fait des forces de répulsion (forces de même signe : - et - ou + et +).

2. L’Energie La mise en place du magma, suite à la fusion des roches magmatiques sous l’effet d’une très forte température, traduit la production d’énergie. Ce magma étant bouillant, son mouvement de bas en haut, pour un refroidissement, crée un transport d’énergie. Ce mouvement du magma provoque ainsi des courants de convection qui expliquent la divergence ou la convergence des plaques.

IV. LES CONSEQUENCES DE LA MOBILITE DES PLAQUES Le mouvement des plaques lithosphériques a pour conséquences :

La Dérive des Continents ou Théorie d’Alfred WEGENER qui se traduit par le rapprochement des continents (Ex : l’Inde et l’Asie qui font un maintenant) ou leur éloignement (Ex : l’Afrique et l’Amérique qui formaient un seul continent avant).

Les volcans et séismes aux frontières des plaques. Les déformations à travers les plis (formation des chaînes de montagnes) et les failles (mise

en place des mers et océans).

Conclusion : les manifestations de l’activité du globe terrestre (séismes, volcans, formation de montagnes ou d’océans) sont le résultat du mouvement des différentes plaques lithosphériques ou tectonique des plaques qui a souvent des conséquences désastreuses sur notre vie et notre environnement.

Leçon 13 : LA FORMATION DES ROCHES METAMORPHIQUES Introduction : la Terre est une planète géologiquement active. Très peu de terrains sont restés intacts (inchangés) depuis leur formation. Ils subissent l’influence des phénomènes géologiques qui surviennent après leur mise en place. Lors de remobilisation, les roches vont être déformées, enfouies et transformées : c’est le Métamorphisme.

I. NOTION DE METAMORPHISME Le métamorphisme se fait en profondeur de la terre. N’importe quel type de roche peut être métamorphisé ou transformé : les roches sédimentaires, les roches magmatiques ou même les roches métamorphiques déjà existantes.

1. Roche Métamorphique Une roche métamorphique est une roche sédimentaire ou magmatique qui a subi des transformations dans sa forme et/ou sa composition sous l’action de la pression et/ou de la température très élevées.

2. Série Métamorphique Une série métamorphique est une succession de métamorphisme. Elle comporte trois étapes :

Le Para-métamorphisme : c’est le métamorphisme d’une roche sédimentaire. Le Poly-métamorphisme : c’est le métamorphisme d’une roche métamorphique. L’Ortho-métamorphisme : c’est le métamorphisme d’une roche magmatique.

II. LES TYPES DE ROCHES METAMORPHIQUES

Les roches métamorphiques se caractérisent par leur aspect, mais aussi par la présence en elles de cristaux disposés de façon plus ou moins particulière. C’est ainsi qu’on distingue trois types de roches métamorphiques :

1. Les Roches Foliées Ce sont des roches qui se modifient en prenant un aspect feuilleté ou aplati sous l’effet d’une très forte pression. Cette modification s’appelle la Foliation. Ex : le Micaschiste, le Gneiss…

2. Les Roches Cristallines Ce sont des roches qui ont des cristaux de grande taille (macro-cristaux) ou ceux de petite taille (microcristaux) disposés de façon plus ou moins ordonnée.

3. Les Roches Schisteuses Ce sont des roches cristallines qui présentent des feuillets ou couches de cristaux en parallèle et de même composition minéralogique.

III. LES FACTEURS DU METAMORPHISME Les roches se métamorphisent sous l’influence de la pression et de la température.

1. La Pression Une roche qui subit une très forte pression se transforme. Elle prend une forme aplatie ou feuilletée : c’est la Foliation.

2. La Température Si une roche est soumise à une température très élevée, cela peut entraîner la fusion de certains de ses constituants ou cristaux qui vont se reformer plus tard sous un autre aspect : c’est la Recristallisation.

Remarque : il arrive qu’une roche subisse foliation et recristallisation (fortes pression et température) en même temps. Dans ce cas, elle porte le nom de roche cristallophyllienne.

IV. LES TYPES DE METAMORPHISME On estime que pour 100 m de profondeur, la pression augmente 25 à 30 kg/cm2 et la température s’élève d’environ 3°C. C’est pourquoi les sédiments ou roches se transforment au fur et à mesure qu’elles s’enfoncent en roches métamorphiques. Ainsi, on distingue deux types de métamorphisme : le métamorphisme régional ou général et le métamorphisme de contact.

1. Le Métamorphisme Régional ou Général En profondeur, des montées du magma peuvent se produire et changer la nature chimique des roches. De grandes surfaces peuvent ainsi subir ce phénomène de transformation : c’est le métamorphisme régional ou général.

2. Le Métamorphisme de Contact Le métamorphisme peut avoir lieu aussi lorsqu’une montée des roches magmatiques à travers des roches sédimentaires apporte chaleur et pression. Les roches autour de la roche magmatique sont métamorphisées : c’est le métamorphisme de contact.

V. RELATION ENTRE METAMORPHISME ET TECTONIQUE DES PLAQUES Le Mouvement des Plaques lithosphériques ou Tectonique des plaques entraîne un Métamorphisme des roches au cours du glissement d’une plaque sous l’autre appelé Subduction. Cette transformation est due à la Température (Gradient Géothermique qui est le taux de variation de la température) et à la Pression très élevées. Au cours de cette descente en profondeur, les roches subissent progressivement des modifications dans leur composition (Recristallisation) et dans leur forme (Foliation) devenant ainsi des roches métamorphiques. Conclusion : l’existence de courants de convection entraînant le mouvement des plaques lithosphériques, avec de très fortes pressions et de très hautes températures, a un impact significatif sur la forme et la composition des roches du sous-sol qui provoque leur métamorphisme.

Leçon 14 : LE CYCLE DES ROCHES Introduction : plusieurs types de roches forment la croûte terrestre. On peut les classer en deux grands groupes : les roches exogènes appelées roches sédimentaires qui se sont formées sur les continents ou dans les mers et les roches endogènes qui ont pris naissance en profondeur, il s’agit des roches métamorphiques et des roches magmatiques.

I. INFORMATIONS SUR LA FORMATION DES ROCHES 1. Les Roches Sédimentaires

Elles proviennent de la destruction d’autres roches (magmatiques, métamorphiques ou sédimentaires) et se sont formées lors du dépôt de sédiments d’origine détritique, chimique ou organique sous l’effet de la Diagenèse (Température et Pression peu élevées).

2. Les Roches Métamorphiques Soumises à certaines conditions de température et de pression, les roches sédimentaires se transforment en roches métamorphiques. Des roches métamorphiques profondes peuvent, sous l’action de la température et de la pression très élevées, perdre leur foliation et fondre sous forme de magma. Le refroidissement très lent de ce magma en profondeur donne les roches magmatiques.

3. Les Roches Magmatiques Elles proviennent de la cristallisation du magma qui s’est refroidi rapidement en surface pour former les roches volcaniques (Granite, Basalte, Andésites, Diorite…). Ce magma peut aussi se refroidir lentement en profondeur pour donner les roches plutoniques.

II. LE CYCLE DES ROCHES (Voir Schéma)

ROCHES SEDIMENTAIRES

(Roches déposées)

Transport

Métamorphisme Erosion Diagenèse Erosion ROCHES METAMORPHIQUES MAGMA SEDIMENTS (Roches transformées) Fusion Transport Métamorphisme Recristallisation Erosion

ROCHES IGNEES ou MAGMATIQUES (Roches de Feu)

Le CYCLE des ROCHES

Leçon 15 : LA CHRONOLOGIE EN GEOLOGIE Introduction : les changements du monde vivant ont accompagné les transformations de la Terre. La Terre s’est formée il y a environ 4,6 milliards d’années. La reconstitution de l’histoire géologique de la Terre s’appelle la Chronologie. La chronologie permet de retracer l’ordre dans lequel se sont succédé des événements très anciens, d’une très longue durée, par des méthodes de datation. Elle permet aussi de découper l’histoire de la Terre en Temps ou Eres géologiques.

I. COMMENT DATER EN GEOLOGIE ? Il existe deux types de datation en Géologie :

- La Datation Relative qui consiste à donner un âge approximatif à un phénomène ou un événement géologique par rapport à un autre.

- La Datation Absolue qui consiste à donner à un événement un âge plus précis exprimé en années. 1. La Datation Relative

Elle se fait à l’aide de trois principes ou méthodes : a) Le Principe de Superposition

Une couche sédimentaire est plus ancienne que celle qui la recouvre mais plus récente que celle qu’elle surmonte.

b) Le Principe de Recoupement Un ensemble de roches magmatiques (plutoniques ou volcaniques) est toujours plus récent que les couches sédimentaires qu’il traverse (sauf dans le cas de la superposition).

c) Le Principe d’Identité Paléontologique ou de Continuité Des couches sédimentaires de même contenu paléontologique (contenant les mêmes fossiles) sont du même âge.

2. La Datation Absolue ou Datation par Radioactivité Plusieurs méthodes de Datation par Radioactivité permettent de calculer l’âge absolu ou exact des roches et des restes d’êtres vivant autrefois. Parmi ces méthodes, il y a la méthode du Plomb-Uranium et celle du Carbone 14.

a) La Méthode du Plomb-Uranium Elle donne l’âge des roches magmatiques en millions d’années. L’Uranium contenu dans une roche lors de sa formation se transforme au cours du temps en Plomb. La moitié de l’Uranium disparaît au bout de 4 600 millions d’années. Cette méthode a permis de calculer la durée des temps géologiques : le Quaternaire (notre époque) a environ 2 millions d’années, le Tertiaire a duré 70 millions, le Secondaire 150 millions, le Primaire 350 millions et le Précambrien 4 milliards. Donc, l’âge de la Terre est d’environ 4 milliards 600 millions d’années.

b) La Méthode du Carbone 14 (14C) Elle se limite aux 30 derniers millénaires (30 000 ans) de l’histoire de la Terre. Un organisme vivant contient la même quantité de Carbone 12 et de Carbone 14. Après la mort de cet organisme, son Carbone 14 se désintègre et sa quantité diminue alors très lentement. Elle diminue de moitié tous les 5 730 ans, tandis que celle du Carbone 12 initiale reste inchangée. En faisant la division de la quantité de Carbone 12 par celle de Carbone 14 restante et le résultat multiplié par 1000 ans, on obtient depuis combien d’années cet organisme est mort :

Nombre d’Années = Q12C / Q14C x 1000 ans. NB : il existe un laboratoire complet de Datation par Radioactivité dans les locaux de l’IFAN (Institut Fondamental de l’Afrique Noire) à Dakar.

II. LES TEMPS GEOLOGIQUES Au cours des temps géologiques, il y a eu une disparition massive de certains groupes d’animaux et de végétaux qui sont remplacés par de nouvelles espèces mieux adaptées au contexte. Ces disparitions et apparitions d’espèces constituent des événements géologiques. Il y a également d’autres événements géologiques tels que la formation des chaînes de montagnes, les phénomènes de transgression et régression marines, le volcanisme et les séismes qui modifient l’aspect des paysages. Ainsi, l’histoire de la Terre est divisée en 5 Temps Géologiques appelés Eres.

1. L’Ere Précambrienne Le Précambrien est l’ère qui débute l’histoire de la Terre à partir de sa formation. Son âge serait d’environ 4,6 milliards d’années. A sa naissance, la Terre formait une boule de feu qui dégageait des gaz (Azote, CO2 et CH4) qui ont formé l’atmosphère. L’eau se condense à la surface du globe et forme les premiers océans. Les premiers êtres vivants sont des êtres unicellulaires (protozoaires) vivant sans oxygène. Vers 2 milliards d’années, des algues bleues fabriquent de l’oxygène qu’elles rejettent dans l’atmosphère. Les métazoaires (êtres pluricellulaires) apparaissent à la fin du Précambrien qui a duré 4 milliards d’années.

2. L’Ere Primaire Elle a duré environ 350 millions d’années. La Terre émergée forme un seul continent appelé la Pangée qui est entouré par un océan unique du nom de Panthalassa. Les chaînes de montagnes calédoniennes et hercyniennes se forment. Ce sont aujourd’hui les vieilles montagnes qui ont été usées par l’érosion. La vie dans les mers chaudes et peu profondes est importante : on y trouve des algues, des coraux, des méduses, des trilobites et des poissons cuirassés. Des forêts marécageuses au carbonifère se développent avec des fougères arborescentes, des lépidodendrons, des sigillaires et des gymnospermes (conifères). La faune terrestre est formée d’amphibiens ou batraciens, de reptiles et d’insectes. A la fin du Primaire, la vie végétale et la vie animale s’installent sur la terre ferme.

3. L’Ere Secondaire Elle a duré à peu près 150 millions d’années. Le continent unique, la Pangée, se divise en deux blocs séparés par une mer appelée la Téthys. Dans les mers, vivent des algues calcaires, des coraux, des ammonites, des bélemnites et des reptiles. Sur les continents, vivent des animaux comme les reptiles terrestres (les Dinosaures), les reptiles volants (les Ptérosaures), les oiseaux (les Archéoptéryx) et les premiers mammifères de taille réduite, y vivent aussi des végétaux tels que les gymnospermes et les plantes à fleurs.

4. L’Ere Tertiaire Sa durée est de 70 millions d’années environ. Les continents se séparent de plus en plus. L’Océan Atlantique s’élargit. Les montagnes des Pyrénées et des Alpes se forment. Dans les mers, vivent des nummulites qui ont une coquille calcaire en forme de pièce de monnaie, des mollusques (les gastéropodes et les lamellibranches), des poissons. Sur les continents, se développent les insectes (Coléoptères, Mantes religieuses, mouches), les oiseaux, les batraciens et les reptiles semblables aux espèces actuelles. Le Tertiaire est l’ère des mammifères. La plupart des ordres est représentée : insectivores, rongeurs, carnivores, herbivores, ongulés… La flore terrestre est représentée par les angiospermes, les arbres à feuilles caduques et les palmiers.

5. L’Ere Quaternaire Elle couvre environ 2 millions d’années, comprend deux parties et se caractérise surtout par l’apparition de l’Homme.

a. Les parties du Quaternaire Les deux parties du Quaternaire sont le Paléolithique et le Néolithique. a1 ) Le Paléolithique ou Pléistocène C’est une partie durant laquelle alternent des périodes sèches et des périodes humides qui correspondent respectivement aux périodes glaciaires et interglaciaires de l’Europe. Les pluies abondantes provoquent chaque fois le creusement des lits des cours d’eau. Ce qui favorise la formation des lacs, des rivières et des mers. a2 ) Le Néolithique ou Holocène C’est la période où nous vivons. La flore est la même qu’aujourd’hui. Toutefois, à cause de la désertification, certaines espèces végétales ont disparu. La faune a peu varié. Quelques espèces ont disparu (Ex : l’éléphant Mammouth).

b. L’Apparition de l’Homme Le Quaternaire est surtout marqué par l’apparition de l’Homme. L’étude des restes découverts montre que Singes et Hommes ont des ancêtres communs. Mais les deux lignées se sont séparées peu à peu du fait de la modification de la charpente osseuse et du squelette de la tête, accompagnée du développement de l’intelligence. b1 ) Les Singes Au début du Quaternaire, les singes actuels existaient. Ceux appelés Anthropoïdes ont une forme humaine. Parmi les plus célèbres, on peut citer :

- L’Australopithèque découvert en Tanzanie qui vivait à l’époque du Mammouth et du Rhinocéros laineux ;

- Le Pithécanthrope qui vivait à la période de la pierre taillée. b2 ) L’Homme de Néandertal

Il fut contemporain du Mammouth et du Rhinocéros laineux. Il avait des jambes courtes et un corps massif, faisait des outils en pierre et connaissait le feu. En Afrique, il se trouvait en Tanzanie, au Zimbabwe et au Maroc. b3 ) L’Homo Sapiens ou l’Homme actuel C’est l’Homme sage, différent des précédents par le grand développement de son crâne et de son intelligence. Il est apparu à l’époque du Renne. On lui reconnaît 3 races successives :

La race de Grimaldi apparentée aux négroïdes actuels du Sud de l’Afrique ; La race de Cro-Magnon apparentée à la race blanche ; La race de Chancelade apparentée aux Esquimaux.

Suivant leur évolution, les hommes ont laissé des outils de plus en plus perfectionnés : pierre éclatée puis pierre taillée et enfin pierre polie. Ils ont aussi laissé des peintures et des sculptures. Ils vivaient de cueillette, de chasse, de pêche, d’élevage et de culture. Ils utilisaient tous le feu. Conclusion : la Chronologie est donc une science qui étudie la succession des ères ou temps géologiques très anciens et de très longue durée, ainsi que les événements historiques qui les composent. Elle permet ainsi, grâce à ses méthodes de datation, de déterminer l’âge exact ou approximatif des restes d’organismes vivant autrefois, mais aussi celui des différentes roches de la Terre.