Sujet Nouvelle Calédonie juin 2001
Biologie Humaine (10 points)
1. LE SANG ET L’HÉMOSTASE (5 points)
Du sang fraîchement prélevé est placé dans
deux tubes A et B. Le tube A contient du
citrate de sodium, le tube B ne contient aucun additif. Après 24 heures à
température
ambiante, les tubes ont pris l’aspect présenté dans le document 1.
1.1 Indiquer sur la copie les noms des fractions 1, 2, 3 et 4 puis désigner les
phénomènes observés dans les tubes A et B. En déduire le rôle du citrate
de sodium.
Afin d’étudier le phénomène observé en B, on
réalise une série d’expériences dont les
résultats sont consignés dans le tableau suivant .
|
Tube |
Contenu du tube |
Résultat après 24 heures |
|
1
|
Fraction 1 + fraction 2 + Ca2+ en excès |
coagulation
|
|
2 |
Fraction 1 + fraction 2 |
aucune modification |
|
3
|
Fraction 2 + Ca2+ en excès |
aucune modification
|
|
4
|
Fraction 1 + Ca2+ En excès |
coagulation
|
|
5
|
Fraction 3 + Ca2+ En excès |
aucune modification
|
1.2 Commenter et interpréter les expériences ci-dessus. En déduire les
facteurs nécessaires à l’apparition du phénomène observé en B et le mode
d’action du citrate de sodium.
1.3 Donner les différences entre les fractions 1 et 3 et les fractions 2 et 4.
1.4 On réalise également un frottis sanguin à partir du sang fraichement
prélevé. L’observation microscopique est consignée dans le document 2.Nommer sur la copie les éléments figurés représentés sur le document 2,
repérés par les numéros 1 à 5.1.5 Définir l’hémostase et en citer les étapes. Citer parmi les éléments
figurés, ceux qui interviennent dans ce phénomène et décrire
succinctement ce rôle.
2. LE REIN (5 points)
2.1 Anatomie du rein
2.1.1 Sur la copie, donner le titre du document 3 et indiquer les noms des éléments de ce document repérés par les numéros 1 à 9.
2.1.2 Titrer et légender le document 4 (à rendre avec la copie). Compléter sur ce document la vascularisation en utilisant les couleurs conventionnelles.
2.2 Fonctions rénales
2.2.1 Fonctionnement de la structure A du néphron
A partir des résultats présentés dans le tableau ci dessous, dégager la fonction permettant la formation de l’urine primitive.
|
Constituants |
Concentrationdans le plasma |
Concentration dans l’urine primitive contenue en A.
|
Masse molaire
|
|
Eau |
900 g.L-1 |
900 g.L-1 |
18 g.mol-1 |
|
Glucose |
5,5 mmol.L-1 |
5,5 mmol.L-1 |
180 g.mol-1 |
|
Sodium |
142 mmol.L-1 |
142 mmol.L-1 |
23 g.mol-1 |
|
Urée |
5 mmol.L-1 |
5 mmol.L-1 |
60 g.mol-1 |
|
Protéines |
80 g.L-1 |
0,07 g.L-1 |
10000 à 130000 g.mol-1 |
2.2.2 Fonctionnement des structures B et C du néphron
A partir des résultats présentés dans le tableau ci-dessous, dégager les fonctions permettant la formation de l’urine définitive.
| Constituants |
Concentration dans le plasma |
Quantité en 24 h dans la structure A |
Quantités en 24 heures dans les urines |
|
Eau |
900 g.L-1 |
160 L |
1,5 L |
|
Glucose |
5,5 mmol.L-1 |
935 mmol |
0 |
|
Na+ |
142 mmol.L-1 |
24,4 mol |
0,22 mol |
|
Urée |
5 mmol.L-1 |
850 mmol |
420 mmol |
|
NH4+ |
0 |
0 |
30 mmol |
2.3 Comportement du rein vis-à-vis du glucose
Lorsque la glycémie dépasse la valeur seuil de 9,4 mmol.L-1, on constate
la présence de glucose dans les urines (glycosurie).Expliquer ce phénomène et montrer l’importance du rôle du rein dans ce
cas.
DOCUMENT 1
DOCUMENT 2
DOCUMENT 3
Titre :
À RENDRE AVEC LA COPIE
DOCUMENT 4
|
1
2
3
4
5 |
A
B
C D
Titre |
ÉLÉMENTS DE CORRECTION
1. SANG ET HEMOSTASE (40 points)
1.1 (8 points)
1 – plasma (citraté) 2 – culot globulaire 3 – sérum 4 – caillot
tube A : sédimentation tube B : coagulation
Spontanément (comme dans le tube B sans additif), le sang coagule. Le tube A contient du citrate et la coagulation n’y a pas lieu. Le citrate de sodium est donc un anticoagulant.
1.2 (13 points)
Tube 1 : plasma + culot globulaire + calcium en excès
coagulation
le fait d’ajouter un excès de calcium annule l’effet du citrate
le calcium est indispensable à la coagulation
Tube 2 : plasma + culot globulaire
pas coagulation car absence de Ca2+
- Confirmation du tube 1
Tube 3 : culot globulaire + calcium en excès
aucune réaction
le culot globulaire ne contient pas d’éléments permettant la coagulation
Tube 4 : Plasma + calcium en excès
coagulation
- Le plasma contient des élément nécessaires à la coagulation en présence de calcium.
Tube 5 : Sérum + Ca2+
- pas de coagulation. Il manque un facteur de coagulation.
Facteurs nécessaires à la coagulation :
le calcium
Facteurs plaquettaires et plaquettes.
Mode d’action du citrate de Na+ :
Il a pour effet de fixer les ions Ca2+ du plasma pour former du citrate de calcium qui ne peut plus déclencher la coagulation.
1.3 (4 points)
Plasma/sérum : même composition sauf que le plasma contient du fibrinogène soluble (protéine) qui est transformé en fibrine insoluble (dans le caillot) lors de la coagulation.
Culot globulaire/caillot : contiennent tous deux les éléments figurés du sang, mais ils sont sédimentés dans le culot globulaire et emprisonnés dans un réseau de fibrine dans le caillot sanguin.
1.4 Document 2 (5 points)
1 - Globule rouge ou hématie ou érythrocyte
2 – Granulocyte
3 – Monocyte
4 - Plaquettes ou thrombocytes
5 - Lymphocyte
1.5 (10 points)
Définition : Ensemble des phénomènes qui permettent l’arrêt de l’écoulement sanguin hors des vaisseaux sanguins
Etapes de l’hémostase :
hémostase primaire à clou plaquettaire
hémostase secondaire à caillot
fibrinolyse
Plaquettes ou thrombocytes
participent à la formation du clou plaquettaire (hémostase primaire) ; elles s’agrègent sur la brèche vasculaire pour la colmater
produisent des facteurs plaquettaires (protéines) qui vont activer certaines cellules et certains facteurs de la coagulation
Globules rouges ou hématies ou érythrocytes
participent à la formation du caillot rouge ou thrombus en étant emprisonnés dans le réseau de fibrine
2. LE REIN (40 points)
2.1 ANATOMIE DU REIN (18 points)
2.2.1 (5 points)
Document 3 : coupe longitudinale d’un rein
10 légendes : 0,5 point par légende
Titre : coupe longitudinale d’un rein
1 : capsule rénale
2 : calice
3 : bassinet
4 : cortex
5 : pyramide de Malpighi
6 : papille rénale
7 : artère rénale
8 : veine rénale
9 : uretère
2.2.2 (13 points)
Document 4 : le néphron et sa vascularisation
10 légendes : 1 point par légende + 2 points pour les couleurs + (1 point) complément de vascularisation.
1 – artériole efférente
2 – artériole afférente
3 – capillaires glomérulaires
4 – capsule de Bowman
5 – anse de Henlé
– corpuscule de Malpighi = A
– tube ou tubule contourné proximal = B
– tube ou tubule contourné distal = C
– tube collecteur (de Bellini) = D
– Titre : néphron
2.2 FONCTIONS RÉNALES (18 points)
2.2.1 (9 points)
On compare les compositions du plasma et de l’urine primitive. On
constate que la composition est identique pour toutes les molécules étudiées à l’exception des protéines. Or, ces dernières sont de grosses molécules car leur masse moléculaire est très élevée.On en conclut que seules les petites molécules (eau comprise) passent
des capillaires glomérulaires à la capsule de Bowman ; cette dernière
agit comme un filtre.L’urine primitive est un ultrafiltrat du plasma.
2.2.2 (9 points)
On compare la quantité de sustances passant au niveau de la capsule de Bowman et se retrouvant dans l’urine définitive en 24 heures.
Eau : le débit d’eau a fortement diminué entre la capsule de Bowman et le tube collecteur. L’eau repasse donc dans les capillaires péritubulaires, elle est réabsorbée en grande partie.
Glucose : complètement réabsorbé (absent dans l’urine définitive)
Sodium : presque complètement réabsorbé
Urée : partiellement réabsorbée
Ammonium : absent dans l’urine primitive et dans le plasma, il apparaît dans l’urine définitive. Il est donc fabriqué par les cellules rénales. Il est sécrété.
2.3 (4 points)
En dessous d’une glycémie de 9,4 mmol.L-1,
le glucose est complètement
réabsorbé par les cellules rénales. Au dessus de cette valeur seuil, les
cellules
rénales sont saturées et ne peuvent plus réabsorber qu’une partie du glucose
présent dans les tubules rénaux. L’excédent est donc évacué et se retrouve
dans l'urine définitive, d'où glycosurie.
Lors d’importantes hyperglycémies, le rein
joue un rôle régulateur en excrétant
l’excès de glucose dans le plasma. Il contribue donc à l’homéostasie.