Sujet Nouvelle Calédonie juin 2001
Biologie Humaine (10 points)
1. ANATOMIE DE L’APPAREIL DIGESTIF
(2,5 points)
Le document 1 représente l’anatomie de
l’appareil digestif.
1.1 Sur la copie, donner les noms des
éléments du document 1 repérés par
les numéros 1 à 15.
1.2 Citer de l’extérieur vers l’intérieur
les quatre couches de base qui
tapissent la cavité du tube digestif.
Les schémas A, B et C du document 2
représentent des structures de l’intestin grêle.
1.3 Sur la copie donner un titre à chacun
des schémas du document 2 et
donner les noms des éléments repérés par les numéros 1 à 16.
Les structures 1 et 2 du schéma A et 16 du
schéma C sont liées à une fonction de
l’intestin.
1.4 Préciser laquelle puis
expliquer les intérêts de telles structures.
2. DIGESTION ET ABSORPTION (3
points)
Les aliments sont constitués de glucides,
lipides et protides. Ces constituants subissent
des modifications assurées par certaines parties du tube digestif.
2.1 Pour un triglycéride, une protéine,
l’amidon, indiquer les noms des
enzymes impliquées dans leur hydrolyse et les noms des nutriments
obtenus. Présenter la réponse sous forme d’un tableau.
2.2 Différentes observations ont permis de
mettre en évidence le
mécanisme d’absorption du glucose :
Observation n°1
:
On a étudié la vitesse de pénétration du glucose dans les
cellules de l’épithélium intestinal en fonction de la concentration du
glucose dans la lumière de l’intestin grêle. Les résultats ont permis de
tracer la courbe présentée au document 3.
Observation n°2
:
On a montré que la concentration du glucose dans les
cellules de l’épithélium intestinal peut être supérieure à la concentration
du glucose dans la lumière de l’intestin.
Observation n°3
:
En présence d’inhibiteur de la production d’ATP, on
constate que la vitesse de pénétration du glucose est diminuée et qu’il ne
s’accumule plus dans la cellule.
2.2.1
Analyser ces observations.
2.2.2. Conclure quant au mécanisme de
passage du glucose
au pôle apical des cellules de l’épithélium intestinal.
2.3 Une fois absorbés par les cellules de
l’épithélium intestinal, les
nutriments peuvent emprunter deux voies d’absorption.
2.3.1 Citer les deux voies d’absorption.
2.3.2
Indiquer quels nutriments empruntent chacune de ces
voies.
3. HOMÉOSTASIE : LA RÉGULATION DE LA
GLYCÉMIE (4,5 points)
On
étudie les effets physiologiques se
produisant après l’ingestion d’une solution de
glucose marqué (radioactif).
Une biopsie du pancréas endocrine est réalisée
avant puis après l’ingestion de la
solution glucosée radioactive. L’observation au microscope électronique à
transmission a permis d’obtenir les clichés schématisés dans le document 4.
3.1 Donner les noms des éléments repérés par
les numéros 1 à 5 du document 4.
3.2 Observations microscopiques
3.2.1 Indiquer quels évènements se
sont produits après
l’ingestion de la solution glucosée radioactive.
3.2.2 Indiquer la nature chimique du
produit accumulé dans
l’organite 3 en sachant que ce produit a transité dans les
organites 1.
Des études sont réalisées sur cette même
partie de pancréas qui est placée dans un
milieu d’incubation dont on fait varier la concentration en glucose. On suit la
variation
de la quantité de la substance X libérée dans le milieu en fonction de la
concentration
en glucose. On obtient alors le document 5.
3.3 Analyser et
interpréter le document 5.
3.4 Indiquer le nom de la substance X.
Préciser son lieu de synthèse, et
son rôle physiologique.
Afin de mieux comprendre comment la substance
X exerce ses effets biologiques, on
réalise, quelques heures après l’ingestion de la solution glucosée, le dosage de
certains
composés au niveau des organes cibles de la substance X. Les résultats sont
consignés
dans le document 6.
3.5 Interpréter les résultats du document
6 et en déduire les mécanismes
par lesquels la substance X exerce sa fonction biologique.
3.6 Le glucose libre dans les cellules
n’existe que sous la forme de glucose
phosphate qui ne peut sortir de la cellule. Il existe toutefois une enzyme
cellulaire la glucose phosphatase qui permet de retrouver dans la cellule
du glucose libre non phosphaté qui peut alors passer la membrane
cytoplasmique. Or seule la cellule hépatique est équipée de cette enzyme.
3.6.1
Définir l’homéostasie.
3.6.2 Indiquer le rôle du foie dans
l’homéostasie de la
glycémie
3.6.3 Montrer comment le foie joue ce
rôle lors d’un jeûne et
suite à un repas copieux en glucides.
DOCUMENT 1
Page 4/9
À RENDRE AVEC LA COPIE
DOCUMENT 2
schéma A
schéma B
schéma c
DOCUMENT 3
DOCUMENT 4
Page 6/9
DOCUMENT 5
DOCUMENT 6
| |
Avant l’ingestion de la
solution glucosée |
Après l’ingestion de la
solution glucosée |
| Quantité,
en mg, de glycogène musculaire par g de muscle |
1,8 |
2,85 |
| Taux de
glycogène hépatique en % |
1,5 |
3 |
| Taux de
lipides dans le tissu adipeux en % |
18 |
27 |
ÉLÉMENTS DE CORRECTION
1. ANATOMIE DE L’APPAREIL DIGESTIF.
(20 points)
1.1 (5 points)
Glandes salivaires 9- Côlon
Foie 10- Pancréas
Vésicule biliaire 11- Pylore
Canal cholédoque 12- Estomac
Intestin grêle 13- Oesophage
Appendice (vermiculaire) 14- Pharynx
Anus 15- Cavité buccale
Rectum
1.2 (4 points)
Couche séreuse
Couche musculeuse
Couche sous-muqueuse
Couche muqueuse
1.3 Document 2 :
(7 points)
Schéma A
Titre : Organisation des plis circulaires de
l’intestin grêle
Plis circulaires – valvules conniventes
Villosité intestinale
Schéma B
Titre : Structure d’une villosité intestinale
Réseau de capillaires sanguins
Cellule caliciforme
Entérocyte
Artériole
7- Chorion – tissu conjonctif
8- Mucus excrété
9- Bordure en brosse, plateau strié, microvillosités
10- Chylifère
11- Veinule
Schéma C
Titre : Structure et ultrastructure d’un
entérocyte
12- Mitochondrie
13- Réticulum endoplasmique granuleux
14- Dictyosome ou appareil de Golgi
15- Noyau
16- Microvillosité
1.4 (4 points)
L’absorption
Intérêt : Augmentation du temps de contact avec les
enzymes digestifs.
Augmentation de la surface d’absorption.
2. DIGESTION ET ABSORPTION. (24
points)
2.1 (6 points)
| |
Glucides |
Lipides |
Protides |
| Exemple : |
Amidon |
Triglycérides |
Albumine |
| Enzymes
digestives |
Amylase
salivaire et pancréatique |
Lipase
pancréatique |
Protéase
et peptidase |
| Nutriments
obtenus : |
molécules
de glucose |
Une
molécule de glycérol et trois molécules d’acide gras pour une molécule de
triglycérides |
Acides
aminés |
2.2 (12 points)
2.2.1 Analyse (9
points)
Observation n°1
:
Obtention d’une vitesse maximale (V max) par
saturation du transport du glucose pour de fortes concentrations :
existence de transporteurs du glucose.
Observation n°2
:
Le glucose peut être transporté contre son gradient de
concentration. Le transport du glucose est donc un mécanisme de
transport actif nécessitant de l’énergie.
Observation n°3
:
Confirmation : l’énergie nécessaire au transport est
apportée par l’ATP.
2.2.2 Conclusion
(3 points)
Le transport transépithélial du glucose
est un transport actif utilisant l’ATP.
2.3 (6 points)
2.3.1 La voie sanguine et la voie
lymphatique. (2 points)
2.3.2 (4 points)
Les acides aminés et les nutriments
glucidiques pour la voie sanguine et
les nutriments lipidiques pour la voie lymphatique.
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3. HOMÉOSTASIE : LA RÉGULATION DE LA GLYCÉMIE
(36 points)
3.1 (2,5 points)
Vésicule de transition
Appareil de Golgi
Vésicule de sécrétion
Membrane cytoplasmique
Exocytose
3.2 (9 points)
3.2.1 (7 points)
- Fixation de la radioactivité
donc du glucose sur des
récepteurs membranaire spécifiques au glucose.
(3 points)
- Induction cytoplasmique.
(2 points)
- Exocytose de vésicules sécrétoires.
(2 points)
3.2.2 – Nature protéique. (2
points)
3.3 (6 points)
L’augmentation de la concentration en
glucose induit l’augmentation
(au départ proportionnelle) de la libération de la substance X. Le
pancréas endocrine est sensible aux variations de la concentration en
glucose.
3.4 (6 points)
- Substance X : insuline.
- Lieu de synthèse : les cellules bêta des
îlots de Langerhans.
- Rôle physiologique : hormone
hypoglycémiante.
3.5 (6 points)
- L’ingestion de glucose induit une
augmentation du taux de glycogène
musculaire et hépatique et du taux de graisse dans le tissus adipeux.
L’insuline agit donc sur ces trois organes cibles en stimulant la
glycogénogenèse hépatique et musculaire et la lipogenèse.
3.6 (6,5 points)
3.6.1 Définition de l’homéostasie.
(0,5 point)
3.6.2 Stockage et libération du glucose.
(3 points)
3.6.3 jeûne : glycogénolyse
Ô libération de
glucose dans le sang Ô autres
organes.
repas :
↗
glycémie Ô
stockage du glucose par le
foie (glycogénogenèse)
(3 points).