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UNE EXPLOITATION OPTIMALE DU MILIEU AÉRIEN
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  1. 1. 4 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Animations illustrant certains processus dynamiques Actine-myosine Pompe Na-K
  2. 2. 5 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Partie 1 Plans d’organisation et classification QCM supplémentaires Indiquez la ou les réponses exactes 1 – Les Eumétazoaires a – ne renferment que les diploblastiques b – possèdent des tissus vrais c – sont des Eucaryotes pluricellulaires 2 – Les Cnidaires a – possèdent une lame basale entre l’endoderme et l’ectoderme b – possèdent des cellules nerveuses regroupées en organes nerveux c – ont une larve de type Nauplius 3 – La métamérie a – est très marquée chez les Mollusques Polyplacophores b – existe uniquement chez les Triploblastiques c – est obligatoire chez les cœlomates 4 – La cavité palléale a – correspond à un repli du manteau chez les Mollusques b – joue un rôle analogue à celui du cœlome c – peut servir à la locomotion 5 – La classification phylogénétique cladistique des Métazoaires a – traduit des liens de parenté entre espèces b – repose sur des hypothèses d’homologies entre organes c – repose sur l’utilisation de critères d’homoplasies
  3. 3. 6 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard QCM supplémentaires Corrigé 1 – b et c (fiche 23) Les Métazoaires sont des pluricellulaires possédant des tissus vrais. Certains Diploblastiques, tels les Porifères ne sont pas des Eumétazoaires. Tous les Triploblastiques sont des Eumétazoaires. 2 – a (fiche 26) Les Cnidaires sont des Eumétazoaires. Ils possèdent deux tissus : endo- derme et ectoderme, séparés par une lame basale. Ils disposent également de cellules nerveuses diffuses. Leur développement passe par une larve de type Planula et non Nauplius. 3 – b (fiche 30) La métamérie n’existe que chez certains Triploblastiques à condition qu’ils aient un cœlome. Cependant, tous les cœlomates ne sont pas métamérisés. Les Mollusques Polyplacophores sont des Triploblastiques acœlomates. Les segments de leur corps ne proviennent pas d’un découpage du corps par métamérie mais de l’adjonction de « segments » 4 – a et c (fiche 29) La cavité palléale est un repli du manteau qui apparaît chez les Mollusques. Les Mollusques sont des cœlomates à cœlome réduit. Cette cavité remplace certaines fonctions du cœlome. Chez les Mollusques Céphalopodes elle per- met une locomotion par propulsion. 5– a et b (fiches, 33 ; 34 ; 35 ; 84) Dans la classification phylogénétique, les homoplasies sont écartées des cri- tères retenus. Seules sont conservées les homologies pour établir des liens de parenté entre espèces.
  4. 4. 7 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Partie 2 ADN support de l’information génétique Indiquez la ou les réponses exactes 1 – L’information génétique est portée : a - par les protéines constituant la chromatine b - par la molécule d’ADN c - par les nucléosomes 2 – Les nucléosomes sont : a - des complexes protéiques b - des régions du noyau c - formés d’un cœur protéique autour duquel s’enroule l’ADN 3 – L’hétérochromatine correspond à de la chromatine : a - hétérogène b - fortement condensée c - toujours inactive 4 – La réplication est : a - un mode d’expression de l’information génétique b - catalysée par des ADN polymérases c - un processus de duplication de l’ADN 5 – Les transversions : a - sont des processus d’échange de matériel génétique b - résultent d’erreurs de la réplication c - sont des substitutions de bases 6 – La réparation de l’ADN : a - passe forcément par l’élimination de nucléotides b - peut se faire par recombinaison c - est assurée par un processus unique
  5. 5. 8 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard QCM supplémentaires 7 – Les transposons : a - se déplacent entre les cellules b - sont qualifiés d’éléments génétiques mobiles c - sont à l’origine de mutations 8 – Les recombinaisons génétiques : a - se produisent uniquement dans les cellules germinales b - nécessitent de vastes homologies de séquences c - permettent des réarrangements du matériel génétique 9 – Les agents mutagènes : a - agissent en perturbant la traduction des protéines b - induisent la formation de mutations sur l’ADN c - peuvent s’intercaler dans la molécule d’ADN 10 – La transduction bactérienne : a - est un processus impliqué dans la communication cellulaire b - est un mode de transfert de gènes entre bactérie c - est une cause de la variabilité génétique
  6. 6. 9 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Corrigé 1 – b (Fiche 37) L’information génétique est portée par la molécule d’ADN. Dans les cellules eucaryotes, l’ADN est associé à des protéines pour former la chromatine. 2 – c (Fiche 38) Les nucléosomes sont constitués d’un noyau protéique, résultant de l’as- sociation de 8 histones, autour duquel s’enroule l’ADN. Ils constituent les éléments structuraux de base de la chromatine. 3 – b (Fiche 38) L’hétérochromatine correspond à une forme condensée de la chromatine. On distingue l’hétérochromatine constitutive en permanence inactive et l’hétérochromatine facultative qui peut être active dans certains types cellu- laires. 4 – b et c (Fiche 39) La réplication est un processus de duplication de l’ADN catalysé par des ADN polymérases ADN-dépendantes. Elle se déroule avant les divisions cel- lulaires et permet la synthèse de nouvelles molécules d’ADN à partir d’une molécule matrice. 5 – b et c (Fiche 42) Les transversions sont des substitutions de base correspondant au rempla- cement d’une base purique par une base pyrimidique ou inversement. On les oppose aux transitions qui impliquent la substitution d’une base purique par une autre base purique ou d’une base pyrimidique par une autre base pyrimidique. Elles peuvent résulter d’erreur de l’ADN polymérase lors de la réplication. 6 – b (Fiche 44) La réparation de l’ADN met en jeu différents processus cellulaires. Certains induisent l’excision de nucléotides, d’autres l’excision de bases et d’autres encore passent par le renversement direct de la lésion sans passer par une excision. Certains processus impliquent des recombinaisons entre fragments homologues.
  7. 7. 10 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard QCM supplémentaires 7 – b et c (Fiche 46) Les transposons sont des éléments génétiques mobiles pouvant se dépla- cer, à l’intérieur d’une même cellule, entre des régions du chromosome. Le mode de déplacement peut induire des mutations par insertion, ou par délétion. 8 – c (Fiche 45) Les recombinaisons génétiques se produisent aussi bien dans les cellules germinales que somatiques. Elles induisent des réarrangements génétiques selon deux mécanismes distincts. La recombinaison homologue nécessite de vastes homologies de séquences, tandis que la recombinaison site spéci- fique, se produit entre séquences ne présentant pas de vastes régions ho- mologues. 9- b et c (Fiche 42) Les agents mutagènes induisent la formation de mutations sur l’ADN. Ils peuvent agir en s’incorporant à la place des bases, en s’intercalant entre les paires de bases provoquant un décalage du cadre de lecture, ou encore en favorisant l’apparition de mutations spontanées. 10- b et c (Fiche 47) La transduction bactérienne est un mode de transfert de gène chez les bac- téries se produisant via des bactériophages dits transducteurs. En partici- pant aux échanges de gènes entre bactéries, elle est à l’origine de la varia- bilité génétique.
  8. 8. 11 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Partie 3 Alimentation Indiquez la ou les réponses exactes 1 – Les nectarivores : a – sont exclusivement des Insectes b – se nourrissent du nectar des fleurs c – ont des stylets capables de perforer le bois 2 – Le sphincter pylorique : a – empêche le reflux oesophagien b – ferme l’estomac, coté duodénal c – sécrète des enzymes digestives 3 – Le péristaltisme : a – est dû à des contractions coordonnées des deux couches musculaires de l’intestin b – permet la progression du bol alimentaire dans le tube digestif c – est un processus limité au duodénum 4 – La bile : a – est riche en protéases b – est une sécrétion hépatique c – contient des déchets métaboliques 5 – L’absorption intestinale des lipides : a – se fait par voie paracellulaire b – se fait par endocytose c – concerne les monoglycérides et acides gras libres
  9. 9. 12 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard QCM supplémentaires Corrigé 1 – b (Fiche 114) Les nectarivores se nourrissent du nectar des fleurs. Ce mode alimentaire est présent chez certains Insectes (Lépidoptères, Diptères) mais également chez des Oiseaux tels les Colibris. 2 – b (Fiche 116) Le sphincter pylorique est situé au niveau du pylore, point de passage du chyme entre l’estomac et l’intestin. C’est une structure musculaire qui contrôle l’évacuation gastrique. Le sphincter pylorique ne sécrète pas d’en- zymes. C’est le sphincter œsophagien qui intervient dans la communication entre œsophage et estomac. 3 – a et b (Fiche 116) Les mouvements de péristaltisme sont des contractions coordonnées des deux couches musculaires du tube digestif. Ils permettent la progression du bol alimentaire ou du chyme. Le péristaltisme concerne l’ensemble de l’in- testin et non le seul duodénum. 4 – b et c (Fiche 117) La bile est une sécrétion d’origine hépatique stockée dans la vésicule bi- liaire. Elle contient essentiellement des déchets hépatiques et des sels bi- liaires, mais aucune enzyme digestive.
  10. 10. 13 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Partie 3 Circulation Indiquez la ou les réponses exactes 1 – Le cœur des Mollusques : a – possède deux ventricules b – n’est pas cloisonné c – est entouré d’un péricarde rigide 2 – La systole est : a – la phase de contraction cardiaque b – la phase de relâchement cardiaque c – la phase de repos cardiaque 3 – Le muscle cardiaque : a – est de type lisse b – est de type strié c – permet la propagation de l’information électrique 4 – L’aorte : a – est la plus grosse veine de l’organisme b – est une artère très compliante c – est un vaisseau riche en muscle lisse 5 – La filtration capillaire : a – est dépendante de la pression atmosphérique b – se produit à l’extrémité veineuse des capillaires c – est la résultante des pressions oncotique et hydrostatique
  11. 11. 14 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard QCM supplémentaires Corrigé 1 – b et c (Fiche 98) Le cœur des Mollusques possède deux chambres successives ; un atrium et un ventricule. Il n’est pas cloisonné. Le péricarde est rigide et ce cœur se comporte également comme une pompe aspirante. 2 – a (Fiche 99) La systole est la phase de contraction cardiaque ; elle comprend une courte phase de contraction isovolumétrique (sans éjection) et une phase d’éjec- tion du sang vers les artères. La phase de relâchement s’appelle la diastole. Il n’y a pas de phase de repos cardiaque. 3 – b et c (Fiche 100) Le muscle cardiaque est un muscle strié. Il diffère cependant du muscle strié squelettique et il est qualifié de muscle strié cardiaque. Les cardiomyocytes, éléments unitaires de ce muscle, communiquent entre eux par l’intermé- diaire de jonctions gap qui permettent une propagation électrique. 4 – b (Fiche 105) L’aorte est la plus grosse des artères. Sa paroi pauvre en muscle lisse lui confère une grande compliance. Sa compliance permet d’amortir les varia- tions de pression dans le circuit vasculaire. 5 – c (Fiche 105) La filtration capillaire se produit essentiellement du côté artériel des capil- laires. Cette sortie de liquide dépend de la pression oncotique (pression os- motique due aux protéines sanguines) et de la pression hydrostatique. Elle est indépendante de la pression atmosphérique.
  12. 12. 15 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Partie 3 L’équilibre des compartiments liquidiens Indiquez la ou les réponses exactes 1 – Le compartiment intracellulaire est : a – riche en Na+ et en K+ b – riche en K+ et pauvre en Na+ c – riche en Na+ et pauvre en K+ 2 – Les érythrocytes sont : a – des cellules sanguines nucléées b – des cellules sanguines contenant les molécules d’hémoglobine c – impliqués directement dans la formation du clou plaquettaire 3 – La glycémie est : a – le taux plasmatique de glucose b – la concentration cellulaire en glucose c – l’ensemble des glucides du sang 4 – Les réponses de l’organisme à une acidose sont : a – l’élimination de HCO3- au niveau rénal b – l’élimination de H+ au niveau rénal c – l’hyperventilation 5 – Les contraintes osmotiques du milieu marin sont : a – une forte osmolarité b – une faible osmolarité c – une forte variabilité osmotique 6 – Les animaux endothermes : a – doivent bénéficier de l’énergie solaire pour se réchauffer b – maintiennent leur température interne par leur production de chaleur c – sont tous des homéothermes
  13. 13. 16 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard QCM supplémentaires 7 – La thermogenèse sans frisson : a – est une contraction involontaire des muscles squelettiques b – met en jeu la dégradation des réserves lipidiques c – met en jeu une protéine découplante, l’UCP 8 – Le calcium est inégalement réparti dans l’organisme, la plus grande partie se trouve : a – dans les liquides extracellulaires b – dans l’os c – dans les liquides intracellulaires 9 – Un organisme hyperosmotique : a – a une osmolarité supérieure à celle du milieu b – est soumis à une entrée d’eau c – a une osmolarité inférieure à celle du milieu 10 – Dans le néphron, les ions Na+ : a – ne sont pas filtrés au niveau du glomérule b – sont réabsorbés au niveau du tube distal sous l’influence de l’aldosté- rone c – sont réabsorbés au niveau du tube collecteur sous l’influence de l’ADH
  14. 14. 17 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Corrigé 1 – b (fiche 82) Les compositions électrolytiques des compartiments intracellulaire et extra- cellulaire sont différentes. Le compartiment intracellulaire est riche en K+, phosphates et protéines et pauvre en Na+. Le compartiment extracellulaire est à l’inverse, riche en Na+ et Cl-. 2 – b (fiche 83) Les érythrocytes, ou hématies, sont des petites cellules dépourvues de noyau. Ils contiennent diverses protéines dont l’hémoglobine qui représente 70 % de leur masse. Ce sont les plaquettes et non les érythrocytes qui sont impliquées dans la formation du clou plaquettaire. 3 – a (fiche 85) La glycémie représente le taux plasmatique de glucose. Sa valeur normale est de 5 mmole.L-1, soit environ 0,9 g.L-1. 4 – b et c (fiche 86) L’acidose est une diminution du pH sanguin, elle peut se faire avec accumu- lation de CO2 (acidose respiratoire) ou sans modification de CO2 (acidose métabolique). La réponse de l’organisme à une acidose respiratoire est l’éli- mination rénale de H+, tandis que la réponse à une acidose métabolique est l’hyperventilation. 5 – a (fiche 89) Le milieu marin est un milieu aquatique concentré en électrolytes, son os- molarité est élevée. À l’exception des zones d’estuaire, le milieu marin est un milieu très stable au plan osmotique. 6 – b (fiche 92) Les animaux endothermes produisent suffisamment de chaleur pour main- tenir leur température interne au-dessus de la température ambiante. Les animaux homéothermes sont ceux qui maintiennent une température in- terne stable. Certains endothermes comme les mammifères hibernants sont temporairement hétérothermes, donc endothermie n’est pas synonyme d’homéothermie.
  15. 15. 18 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard QCM supplémentaires 7 – b et c (fiche 93) La thermogenèse sans frisson met en jeu la dégradation des réserves lipi- diques. Le tissu adipeux brun est particulièrement efficace dans ce type de production calorifique. Cette spécificité est due au fait qu’il possède une protéine particulière, l’UCP (uncoupled protein) qui annule le gradient de protons de la membrane mitochondriale. 8 – b (fiche 87) Le calcium de l’organisme se trouve majoritairement dans l’os (99,9 %). Dans l’os, le calcium se trouve sous sa forme minéralisée. 9 – a et b (fiche 88) Un organisme est dit hyperosmotique lorsque son osmolarité interne est supérieure à celle du milieu aquatique ambiant. L’eau se déplace, par os- mose, des milieux à faible osmolarité vers les milieux à forte osmolarité ; donc l’animal hyperosmotique est soumis à une entrée potentielle d’eau par osmose. 10 – b (fiche 91) Les ions Na+ sont normalement filtrés au niveau du glomérule rénal. Leur réabsorption se produit essentiellement au niveau du tube contourné distal. Cette réabsorption est sous la double influence de l’aldostérone, qui la sti- mule, et de l’ANF, qui l’inhibe. L’ADH n’agit pas sur les mouvements rénaux de Na+.
  16. 16. 19 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Partie 4 Communication hormonale Indiquez la ou les réponses exactes 1 – L’hypothalamus : a – ne sécrète aucune hormone b – sécrète le CRH c – sécrète l’ACTH 2 – La zone glomérulée : a – est une partie de la médullosurrénale b – sécrète les catécholamines c – est une des zones du cortex surrénalien 3 – Les hormones thyroïdiennes: a – sont sous la dépendance de TSH et TRH b – ont des effets sur la croissance c – participent à la métamorphose des Amphibiens 4 – La sécrétion de glucagon : a – est stimulée par une hyperglycémie b – est stimulée par la somatostatine c – est stimulée par une hypoglycémie 5 – Les parathyroïdes : a – sont au nombre de six chez l’humain b – produisent la PTH c – produisent la calcitonine
  17. 17. 20 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard QCM supplémentaires Corrigé 1 – b (Fiche 153) L’hypothalamus produit des neurohormones. Le CRH est une de ces hor- mones, elle agit sur l’adénohypophyse et stimule la production d’ACTH, qui est donc une hormone hypophysaire et non hypothalamique. 2 – c (Fiche 154) La zone glomérulée est la plus externe des trois zones du cortex surrénalien, les deux autres zones sont la fasciculée et la réticulée. Les catécholamines sont des hormones produites par la médullosurrénale. 3 – a, b et c (Fiche 156) Les hormones thyroïdiennes T3 et T4 sont produites sous le contrôle d’une hormone hypophysaire, la TSH et d’une hormone hypothalamique, la TRH. Les effets des hormones thyroïdiennes portent sur le métabolisme, la crois- sance et le développement. Chez les Amphibiens, elles jouent un rôle im- portant dans la métamorphose. 4 – c (Fiche 157) Le glucagon est une hormone pancréatique dont la sécrétion est sous la dépendance directe de la glycémie. Une hyperglycémie inhibe sa sécrétion tandis qu’une hypoglycémie la stimule. La somatostatine, autre hormone pancréatique, inhibe la sécrétion du glucagon et également celle de l’insu- line. 5 – b (Fiche 158) Les parathyroïdes sont au nombre de quatre, elles sont situées dans la partie postérieure des lobes thyroïdiens. Les cellules parathyroïdiennes produisent une hormone hypercalcémiante, la PTH ou parathormone. La calcitonine, hormone hypocalcémiante, est produite par les cellules C de la thyroïde.
  18. 18. 21 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Partie 5 Croissance et développement Indiquez la ou les réponses exactes 1 – L’ontogenèse : a – correspond aux étapes du développement embryonnaire b – exclut le développement indirect c – consiste en une construction de l’organisme 2 – La croissance cellulaire consiste : a – en une augmentation de taille des cellules b – en une multiplication du nombre de cellules c – est conditionnée par une horloge moléculaire cytoplasmique 3 – L’apoptose : a – consiste en une mort cellulaire programmée des cellules b – ne peut pas se réaliser lors du développement embryonnaire c – est sous dépendance de signaux de survie et de suicide 4 – Les mouvements morphogénétiques lors du développement embryonnaire : a – sont les mouvements de l’embryon pour prendre une forme spécifique b – s’accompagnent de modifications du cytosquelette c – mettent en jeu des reconnaissances cellulaires, des migrations, un gui- dage et une adhérence cellulaire 5 – La segmentation lors du développement embryonnaire : a – consiste en un découpage de l’embryon selon un axe antéropostérieur b – consiste en des divisions cellulaires de la cellule fécondée c – se réalise aussi chez les Triploblastiques et les Diploblastiques 6 – La blastula : a – est une structure triploblastique b – est formée par un hémisphère végétatif avec des cellules cohérentes entre elles c – est formée des cellules fondatrices de l’endoderme, du mésoderme et de l’ectoderme.
  19. 19. 22 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard QCM supplémentaires 7 – La gastrulation : a – se réalise chez tous les Métazoaires b – ne peut se réaliser que chez les Tribloblastiques chez lesquels elle met en place les trois feuillets embryonnaires c – correspond à une période où l’embryon n’augmente pas de taille 8 – La neurulation : a – met en place un tube neural dorsal b – met en place la chorde c – ne se répercute pas sur l’évolution de l’endoderme 9 – Le membre chiridien : a – différencie d’abord les éléments distaux du membre b – est sous contrôle de trois centres organisateurs c – dépend de l’expression de facteurs de croissance et de gènes homéo- tiques.
  20. 20. 23 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Corrigé 1 – a et c (Fiche 240) L’ontogenèse correspond aux étapes du développement d’un orga- nisme depuis la formation de la cellule œuf jusqu’au jeune. Elle se réalise donc, que le développement soit direct ou indirect 2 – a, b et c (Fiche 240) La croissance cellulaire consiste en une prolifération cellulaire et/ou agrandissement de la taille des cellules. Cette croissance est sous dépen- dance d’une horloge moléculaire cytoplasmique qui permet d’une part les divisions cellulaires lors du cycle cellulaire. Elle permet également, selon la répartition de molécules de position cytoplasmique, que les divisions varient en fonction de la charge en cytoplasme dans la cellule. 3 – a et c (Fiche 240) L’apoptose correspond à une mort cellulaire programmée qui se réalise lors du développement embryonnaire, chez les jeunes et chez les adultes. Elle est sous la dépendance de rythmes endogènes qui sont sous le double contrôle de signaux de survie et de signaux de suicide. 4 – b et c (Fiche 240) Les mouvements morphogénétiques, lors du développement embryon- naire concernent des mouvements cellulaires et non ceux de l’embryon. Ils se réalisent grâce à des modifications du cytosquelette. Ils mettent en jeu des migrations guidées de cellules, des reconnaissances cellulaires ainsi qu’une adhérence sélective entre cellules. 5 – a et b (Fiche 241) Le mot segmentation signifie deux choses différentes qui se réalisent lors du développement embryonnaire. La première correspond au clivage de l’œuf en plusieurs cellules, par mitose ; que l’on soit chez les Diploblas- tiques ou les Triploblastiques. La seconde correspond à un découpage du corps en unités répétitives, ou métamères. Cette segmentation ne se réalise que chez certains Cœlomates. 6 – b et c (Fiche 241) Lablastuladérived’unemorulaàl’issued’unetransitionblastuléenne.Cetteblastula estdiblastique(endoblasteetectoblaste)maisrenfermelescellulesfondatricesdestrois feuillets:ectoderme;endoderme;mésoderme.L’hémisphèreanimalestformédecel- lulesjointivesentreelles;alorsquelesblastomèresvégétatifssontmoinscohérents.
  21. 21. 24 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard QCM supplémentaires 7 c (Fiche 242) La gastrulation se réalise chez les Eumétazoaires (excepté chez les Spongiaires qui éclosent au stade blastula et chez lesquels y a une invagina- tion du pôle animal et non du pôle végétatif.) qu’ils soient Diploblastiques ou Triploblastiques. Chez les Triploblastiques, elle met en place les trois feuillets. Au début de la gastrulation l’embryon ne change ni de forme, ni de volume. 8 –b (Fiche 243) Lors de la neurulation se met en place un tube neural dorsal chez les Épineuriens, ventral chez les Hyponeuriens. Elle entraîne également l’isole- ment, au sein du mésoderme, d’une tige rigide : la chorde. De plus, l’endo- derme forme également une gouttière qui délimite le tube digestif. 9 – b et c (Fiche 247) Lors de l’organogenèse du membre chiridien, se mettent en place, tout d’abord les éléments proximaux, puis distaux. Cette organisation est sous dépendance de trois centres organisateurs : la crête ectodermique apicale (croissance proximodistale) ; la zone d’activité polarisante (croissance anté- ropostérieure) ; l’ectoderme (axe dorsoventral). Le contrôle des différentes étapes dans le temps et dans l’espace est sous dépendance de facteurs de croissance et des gènes homéotiques.
  22. 22. 25 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Partie 5 Reproduction Indiquez la ou les réponses exactes 1 – L’inhibine : a – est une hormone qui inhibe la gestation b – est une glycoprotéine testiculaire c – agit au niveau hypophysaire et inhibe la sécrétion de FSH 2 – L’ovulation : a – se produit à la fin de la phase folliculaire b – se produit à la fin de la phase lutéale c – est la lyse de l’ovocyte 3 – La spermatogenèse : a – est un phénomène déjà présent à la naissance b – est un phénomène qui démarre à la puberté c – se réalise dans les parois des tubes séminifères 4 – La réaction corticale : a – consolide la structure de la zone pellucide b – évite la polyspermie c – est spécifique du cortex surrénalien 5 – À la naissance : a – il y a fermeture du trou de Botal b – la circulation pulmonaire devient importante c – il y a une augmentation du travail myocardique
  23. 23. 26 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard QCM supplémentaires Corrigé 1 – b et c (Fiche 221) L’inhibine est une hormone de nature glycoprotéique qui est synthétisée et sécrétée par les cellules de Sertoli. Son effet principal est l’inhibition de la sécrétion hypophysaire de FSH. 2 – a (Fiche 222) L’ovulation correspond à la libération de l’ovocyte II. Elle se produit à la fin de la phase folliculaire sous l’influence d’une forte décharge de LH. 3 – b et c (Fiche 223) La spermatogenèse est le processus de formation des gamètes mâles, les spermatozoïdes. Elle se réalise dans la paroi des tubes séminifères, les sper- matozoïdes sont libérés dans la lumière du tube. La spermatogenèse est un phénomène qui démarre à la puberté. 4 – a et b (Fiche 224) La réaction corticale consiste en un relargage des granules corticaux ovo- cytaires lors de la fécondation. Les enzymes de ces granules modifient la structure de la zone pellucide qui devient imperméable aux spermatozoïdes. Ceci permet d’éviter la polyspermie c’est-à-dire les fécondations multiples 5 – a, b et c (Fiche 227) À la naissance, la communication cardiaque inter-auriculaire (trou de Botal) se ferme. Cela aboutit à un fonctionnement du cœur en série avec une aug- mentation de la circulation pulmonaire. Le travail myocardique augmente rapidement.
  24. 24. 27 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Corrigés de sujets de synthèse L’ATP L’ATP, adénosine triphosphate, est un mononucléoside triphosphorylé du métabolisme intermédiaire découvert en 1929 par Lohmann. Ces caractéristiques structurales lui confèrent un certain nombre de fonctions au sein des cellules. Son rôle indispensable au niveau cellulaire implique par ailleurs des systèmes de synthèse efficaces. CARACTÉRISTIQUES STRUCTURALES ET PROPRIÉTÉS Structure Ribonucléoside triphosphate constitué d’une adénine reliée par une liaison N osidique à un D-ribose phosphorylé sur son carbone 5. Les deux autres phosphates sont reliés par des liaisons phosphoanhydres, dont l’hydrolyse s’accompagne d’une forte libération d’énergie, (– 30 kJ·mol-1 ). Propriétés Solubilité dans l’eau : à pH physiologique, l’ATP est sous forme ionique et donc soluble dans l’eau. Molécule à haut potentiel d’hydrolyse, car elle possède 2 liaisons « riches en énergie », liaisons dont l’enthalpie d’hydrolyse est très négatif. L’ATP tient une place centrale dans le métabolisme énergétique : intermédiaire entre les molécules à très haut potentiel d’hydrolyse et les molécules à moindre potentiel d’hydrolyse. RECHARGE DE LA CELLULE EN ATP Production d’ATP par phosphorylation au niveau du substrat Transfert de groupe phosphate d’un intermédiaire à très haut potentiel d’hydrolyse vers l’ADP. Exemple lors de la glycolyse, à partir du 2,3 bis phosphoglycérate et du phosphoénol pyruvate. Production d’ATP par phosphorylation oxydative Réoxydation des coenzymes : origine des coenzymes réduits (glycolyse, cycle de Krebs, oxydation des acides gras), énergie libérée lors des réactions d’oxydation. Création d’une force protomotrice : description de la chaîne respiratoire, transport des électrons, expulsion des protons et création d’un gradient de protons.
  25. 25. 28 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Corrigés de sujets de synthèse Page 2/2 27/08/2010 Leçon Synthèse d’ATP : l'ATP synthase (structure, mode d’action), utilisation de l’énergie contenue dans le gradient de protons. RÔLES DE L’ATP DANS LA CELLULE Rôle énergétique Rôle de l’ATP dans les couplages énergétiques : couplage chimique (hydrolyse d’ATP et synthèse de protéine), couplage osmotique (rôle de l’ATP dans le fonctionnement de la pompe Na/K), couplage mécanique (rôle de l’ATP dans la contraction musculaire). Rôle de l’ATP pour activer les molécules (activation du glucose lors de la glycolyse en glucose 6P, augmentation de l’enthalpie libre des molécules). Rôle de précurseur Précurseur dans la synthèse des acides nucléiques. Précurseur de second messager (précurseur de l’AMPc). Rôle de régulateur L’ATP en tant qu’effecteur allostérique (inhibiteur allostérique de la phospho-fructokinase, enzyme de la glycolyse). Implication de l’ATP dans les régulations par modifications covalentes : phosphorylation (régulation de la glycogène synthase), adénylation (régulation de la glutamine synthétase)
  26. 26. 29 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Page 1/2 27/08/2010 Leçon LE MÉSODERME Chez les Métazoaires Triploblastiques Bilatéraliens il apparaît, lors de la gastrulation, un feuillet embryonnaire intermédiaire, le mésoderme, qui se met en place entre l’endoderme et l’ectoderme et envahit le blastocœle. Sa présence est généralement induite par des cellules endodermiques. APPARITION, ÉVOLUTION ET MISE EN PLACE DU MÉSODERME Apparition et évolution du mésoderme dans les différents taxons Organisation d’un Diploblastique (Ascon, Éponge) Organisation d’un Triploblastique acœlomate (Planaire, Plathelminthe) avec un parenchyme mésodermique massif intervenant dans les déplacements. Cavité blastocœlienne brassée par des cellules myoépithéliales (Némertiens). Triploblastique cœlomate (Néreis, Annélide) avec différenciation d’organes nouveaux, appareil digestif, circulatoire, respiratoire, excréteur, génital. Triploblastique cœlomate (Grenouille, Vertébré) avec la plaque segmentaire et les somites, les dérivés squelettiques mésenchymateux assurant la posture, le mouvement et la protection. Mise en place du mésoderme lors de l’ontogenèse De la segmentation à la gastrulation, avec mise en place du mésoderme chez la Grenouille. Autres modalités de mise en place du mésoderme : par embolie (Oursin), épibolie (Annélide), bandelette germinative et l’entomésoblaste (Insectes), plasme organogène (Amphioxus). Induction du mésoderme par l’endoderme (expériences de Nieuwkoop, Dale et Slack) et récapitulation des inductions par les cellules végétatives aboutissant à la détermination du mésoderme. DESTINÉE DU MÉSODERME (EXEMPLE DES AMPHIBIENS) Devenir du mésoderme embryonnaire Le mésoderme contribue à la formation d’organes de la motricité (muscles striés squelettiques ou muscles lisses, squelette). Le mésoderme intervient dans la constitution de l’appareil cardiovasculaire (cœur et vaisseaux). Le mésoderme participe à la formation des appareils génitaux.
  27. 27. 30 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Corrigés de sujets de synthèse Le mésoderme se répand comme tissu d’emballage des organes (plèvre, péricarde, péritoine) en formant des mésentères. Devenir du mésoderme extra-embryonnaire Le mésoderme forme l’amnios. Le mésoderme forme le chorion. IMPORTANCE DU MÉSODERME DANS L’INDUCTION DE TISSUS ET DANS LES PLANS D’ORGANISATION Inductions mésodermiques Induction neurogène fondamentale. Induction des cellules hépatiques. Inductions dans l’espace et dans le temps (mise en place de l’appareil urogénital). Du mésoderme au cœlome puis à la métamérie Chez certains Triploblastiques le mésoderme se creuse de cavités cœlomiques (Annélides). Chez certains cœlomates, le corps se métamérise (Annélides).
  28. 28. 31 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard La communication intra- et inter-cellulaire La communication correspond à la capacité d’échanger des informations entre éléments. Au sein de l’organisme, différents processus permettent aux cellules de communiquer entre elles. Cette communication est relayée par des processus intra- cellulaires spécifiques. PRINCIPES DE BASE DE LA COMMUNICATION Les éléments du système Émetteur, canal de communication et récepteur Messagers et messages Cellules cibles et récepteurs cellulaires Communication à courte et longue distance, inter et intra-cellulaire Les processus Encodage, transport, décodage Transduction et signalisation intracellulaire L’ORIGINE DES MESSAGES Spontané (type pace-maker) Stimulation externe à la cellule Intégration cellulaire en réponse à un autre message ÉLABORATION DU MESSAGE ET CODAGE DE L’INFORMATION Genèse d’un messager chimique Genèse d’un messager électrique Émission du messager Codage de l’information : notion de message LE TRANSPORT DE L’INFORMATION Communication hormonale : transport extracellulaire de molécules Communication nerveuse et propagation électrique LA RÉCEPTION DU MESSAGE Notion de site récepteur Affinité, spécificité et réversibilité de la liaison TRANSDUCTION ET SIGNALISATION INTRACELLULAIRE La transduction membranaire Formation des seconds messagers, communication intracellulaire Potentiel d’action et émission des neurotransmetteurs
  29. 29. 32 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Corrigés de sujets de synthèse Page 1/2 27/08/2010 Leçon EXCRÉTION AZOTÉE ET MILIEU DE VIE Les déchets métaboliques ne sont que très peu recyclés par l’organisme et nécessitent donc une élimination ou un stockage. Les composés azotés représentent la majeure partie de ces déchets. EXCRÉTION AZOTÉE ET MILIEU AQUATIQUE Excrétion azotée chez un poisson Téléostéen Données expérimentales : ammoniac (90 %) et urée (10 %). L’ammoniac et son origine métabolique, définition de l’ammoniotélie. Sites d’élimination : branchies (diffusion simple) et rein (filtration glomérulaire), avec une prépondérance de l’élimination branchiale. L’ammoniotélie a un coût hydrique élevé : 500 mL d’eau par gramme d’azote. Ammoniotélie secondaire de certains animaux aquatiques L’ammoniotélie secondaire désigne l’élimination d’azote sous forme d’ammoniac de certains animaux qui ont réalisé un retour secondaire dans le milieu aquatique, alors que les représentants terrestres du groupe sont uréotéliques ou uricotéliques. Dans ce cas, l’ammoniac provient de la dégradation des composés azotés terminaux caractéristiques du groupe (uricolyse par exemple). Toute surface d’échange (branchie, tégument fin) en contact avec l’eau permet l’élimination de l’ammoniac. EXCRÉTION AZOTÉE ET MILIEU TERRESTRE Uréogenèse et uricogenèse Voies de production de l’urée et de l’acide urique. Équipement enzymatique spécifique, spécialisation tissulaire (rôle du foie). Modalités de l’élimination des déchets azotés en milieu terrestre Élimination rénale (Amphibiens, Reptiles, Oiseaux, Mammifères). Élimination au niveau des tubes de Malpighi (Insectes). Un cas particulier : le guanotélisme (excrétion de guanine) de certains Arachnides.
  30. 30. 33 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Interprétation des modalités de l’excrétion azotée chez les animaux terrestres Relations entre le développement de l’uréotélisme et celui de l’uricotélisme avec affranchissement des animaux du milieu de vie aquatique. Les coûts hydriques de ces formes d’élimination sont moins élevés. LES VARIATIONS DE L’EXCRÉTION AZOTÉE Lors d’un changement de milieu de vie au cours du cycle biologique Comparaison de la nature du déchet azoté principal éliminé au cours du développement de deux animaux : Insecte et Amphibien, à larve aquatique et adulte terrestre. Métamorphose et expression des enzymes de l’uréogenèse. Lors de fluctuations du milieu de vie Exemples de situations : alternance exondation/inondation dans la zone de balancement des marées, alternance saisonnière de la disponibilité en eau. Dipneustes : alternance ammoniotélie (dans l’eau)/uréotélie (lors de l’assèchement du milieu de vie). Gastéropodes terrestres : alternance uréotélie (temps normal) / uricotélie (en période d’inactivité, estivation). Littorines : excrétion d’urate pendant les phases d’émersion et d’urée lors de l’immersion (uricolyse).
  31. 31. 34 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Corrigés de sujets de synthèse Page 1/2 27/08/2010 Leçon L’INSECTE, ANIMAL AÉRIEN La réussite des Insectes en milieu terrestre semble paradoxale car ce milieu, comparativement au milieu aquatique est hostile : faible hygrométrie, absence de poussée hydrostatique pouvant compenser les effets de la pesanteur, instabilité des conditions climatiques. Les Insectes, par leur organisation et leur physiologie ont résolu ces divers problèmes, assurant la réussite évolutive du groupe. UNE PHYSIOLOGIE DE L’INDIVIDU ADAPTÉE AU MILIEU AÉRIEN Respiration trachéenne Diffusion des gaz favorisée par des mouvements viscéraux, des sacs aériens, des trachées qui se plient en accordéon (Libellules, sauterelles), ou encore la contraction active des trachées abdominales grâce à des muscles abdominaux dorso-ventraux (Criquets, Hyménoptères, Diptères). Stigmates à ouverture et fermeture asynchrones assurent des mouvements ventilatoires antéropostérieurs (Criquet). Ce système, limité par les phénomènes de diffusion, induit une petite taille de l’animal. Limitation des pertes en eau lors de l’excrétion Cuticule imperméable. Les appareils excréteurs des Insectes, les tubes de Malpighi, filtrent l’hémolymphe. L’excrétion uricotélique et la réabsorption sélective de l’eau permettent d’économiser l’eau. Les « reins d’accumulation » assurent un stockage temporaire ou définitif des déchets dans les plages cuticulaires, le tissu adipeux, les yeux, les ailes (Lépidoptères). CYCLE VITAL DE L’ESPÈCE EN MILIEU AÉRIEN Fécondation interne favorisant la rencontre des gamètes Développement embryonnaire protégé dans un microcosme aquatique Œuf avec des réserves, centrolécithe. Annexes embryonnaires (allanto-chorion, amnios) favorisant les échanges gazeux et nutritifs. Protection mécanique, hydrominérale. Oviparité protégée, ou viviparité aplacentaire (Blattes).
  32. 32. 35 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard UNE EXPLOITATION OPTIMALE DU MILIEU AÉRIEN Exploitation de toutes les ressources du milieu Occupations de divers habitats en fonction des espèces et de leur stade de développement. Adaptations à des sources alimentaires variées grâce aux pièces buccales. Représentants divers des réseaux trophiques (consommateurs primaires, secondaires, etc.). Extension biogéographique par la locomotion Diverses modalités de locomotion : pattes articulées, ailes. L’insecte perçoit son environnement aérien Généralement une paire d’yeux composés assurant une bonne vision ; et des yeux simples. Structures (poils, tympans, antennes) permettant de ressentir les vibrations. Antennes et poils sensibles des pattes permettant de détecter les goûts et les odeurs. L’insecte se défend dans cet environnement Structures de résistance (œufs, larves), diapause. Fuite du milieu : vol et grandes migrations. Grande variabilité génétique.
  33. 33. 36 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Corrigés de sujets de synthèse LES PARTICULARITÉS DE LA CELLULE VÉGÉTALE CHLOROPHYLLIENNE La cellule végétale possède une organisation typiquement eucaryote. Cependant, elle présente des particularités qui déterminent sa physiologie et son métabolisme. LE PROTOPLASTE VÉGÉTAL EST ENTOURÉ D’UNE PAROI PECTO-CELLULOSIQUE L’exosquelette pariétal est un édifice plurimoléculaire Constituants macromoléculaires des parois primaire et secondaire. Modèle architectural de la paroi primaire et interactions moléculaires. Exosquelette rigide et rôles de protection et de soutien pour le protoplaste. La paroi, tout d’abord malléable devient ensuite rigide Comparaison de la composition de la paroi primaire et secondaire. Propriétés visco-plastiques de la paroi et acidification pariétale. Extension pariétale lors de l’auxèse et rigidification de la paroi secondaire. Les cloisons pariétales sont perforées par des jonctions Plasmodesmes : jonctions communicantes intercellulaires assurant également le positionnement du protoplaste dans le cadre apoplasmique. Continuité cytosolique par les plasmodesmes = symplasme, syncitium fonctionnel. Cellule ouverte vers le système circulatoire par les voies apoplasmique et symplasmique. LA CELLULE CHLOROPHYLLIENNE PRÉSENTE DES PLASTES PHOTOSYNTHÉTIQUES Le chloroplaste est spécialisé dans la photosynthèse Ultrastructure du chloroplaste et sa mise en mouvement par cyclose. Membranes thylakoïdiennes développées, assurant la conversion de l’énergie lumineuse incidente en énergie chimique lors de la phase photo-chimique.
  34. 34. 37 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Stroma, siège de la réduction du CO2 en C3P lors de la phase chimique. Propriétés métaboliques du stroma conférant l’autotrophie vis-à-vis du carbone. Le chloroplaste est le siège d’autres activités métaboliques Synthèse d’amidon au niveau du stroma lors d’un excès de métabolites glucidiques et dégradation lors de la baisse de l’activité photosynthétique. Siège de la réduction du NO3 - par l’intervention de la nitrate et nitrite réductase. L’azote réduit est combiné à des chaînes organiques (formation d’acides aminés et amides). Le chloroplaste participe à des coopérations entre les organites Association des chloroplastes, mitochondries et peroxysomes des C3. Étapes de la photorespiration et signification de cette voie. LA CELLULE VÉGÉTALE RENFERME UNE VACUOLE MULTIFONCTIONNELLE La vacuole détermine la taille de la cellule L’appareil vacuolaire occupe jusqu’à 90 % du volume cellulaire. Le compartiment vacuolaire permet d’augmenter la taille de la cellule pour un volume cytosolique réduit. Au cours de l’auxèse, la turgescence vacuolaire assure l’extension pariétale. La vacuole est un compartiment de stockage Stockage et déstockage des métabolites organiques en fonction de l’activité métabolique (accumulation d’intermédiaires et isolement de produits nocifs). Stockage et déstockage d’osmoticums générant des variations du niveau de turgescence qui modifient la forme de la cellule. La vacuole est un compartiment lytique L’absence de lysosomes est compensée par la vacuole acide (pH de 5,5 à 5) renfermant des enzymes digestives (fructosidases, protéases, estérases, etc.) Ces catalyseurs assurent les hydrolyses intra-vacuolaires (saccharose, protéines).
  35. 35. 38 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Corrigés de sujets de synthèse PLANS D’ORGANISATION DES PRINCIPAUX TAXONS ANIMAUX L’étude comparée des êtres vivants peut se réaliser à divers niveaux d’observation tels que la morphologie externe (type de symétrie, division du corps), l’anatomie interne (position du système nerveux), l’embryologie (type de segmentation ou de gastrulation). Ces observations permettent de déterminer le plan d’organisation de l’animal. L’ÉTAT PLURICELLULAIRE DIPLOBLASTIQUE ET L’ACQUISITION D’UNE SYMÉTRIE RADIAIRE Les Spongiaires : des Parazoaires sans symétrie particulière Deux feuillets aux types cellulaires réduits, sans épithéliums vrais, ectoderme et endoderme associés par la matrice extracellulaire et quelques jonctions septées. Un système aquifère qui achemine la matière. Un développement embryonnaire limité au clivage et une larve lécithotrophe. Une invagination du pôle animal, différente d’une gastrulation. La symétrie radiaire apparaît chez les Cnidaires Diblastiques Eumétazoaires Les Cnidaires ont une unité de développement, la larve planula, et le polype possède une symétrie radiaire selon le pôle oral/aboral ; ils sont prédateurs. Ce sont des Eumétazoaires à tissus vrais. Le passage à l’état pluricellulaire a nécessité que les cellules s’unissent entre elles et à la matrice extracellulaire. La structure diblastique innove : épithélium, cellules nerveuses et musculaires. La gastrulation se fait par invagination du pôle végétatif blastoporal.
  36. 36. 39 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard L’ÉTAT TRIPLOBLASTIQUE : ACQUISITION DE LA SYMÉTRIE BILATÉRALE, D’UN AXE ANTÉROPOSTÉRIEUR ET D’UNE CÉPHALISATION La détermination embryologique et moléculaire de la symétrie bilatérale Mise en place précoce de la symétrie bilatérale chez les Amphibiens : la disposition du mésoderme lors de la gastrulation établit définitivement cette symétrie. Détermination moléculaire de l’axe antéropostérieur et dorsoventral. Existence d’asymétries secondaires (Mollusques Gastéropodes, Mammifères). La formation d’un nouveau feuillet lors de la gastrulation : le mésoderme Mésoderme épithélial et mésenchymateux chez l’Oursin. Mésoderme téloblastique des Annélides Polychètes. Apparition précoce du mésoderme en relation avec l’endoderme. Dérivés du mésoderme. Du mésoderme au cœlome Les Bilatéraliens acœlomates (Plathelminthes et Némertiens) ont un système nerveux réduit. Les pseudo-cœlomates ont un cœlome issu de blastocœle (Nématodes). Parfois le mésoderme se creuse d’une cavité par entérocœlie (Oursin), par schyzocœlie (Annélides), par creusement régionalisé (Amphibiens) : le cœlome. Celui-ci joue un rôle anti-compressif, hydrostatique, hydraulique, de transport de substances dans l’organisme et vers l’extérieur (produits génitaux, azotés). Le creusement est régionalisé chez les Amphibiens (splanchnopleure, somatopleure) ; Évolution du cœlome des Poissons aux Mammifères. Du cœlome à la métamérie La métamérie n’apparaît que chez certains cœlomates : Annélides, Arthropodes, Vertébrés. D’autres espèces sont non segmentées, malgré la présence du cœlome (Lophotrochozoaires). D’autres animaux sont pseudo-métamérisés et n’ont pas de cœlome (Cestodes, Tænia).
  37. 37. 40 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Corrigés de sujets de synthèse LA COMMUNICATION NERVEUSE Chez les Métazoaires, la communication intercellulaire est un élément essentiel au maintien de l’intégrité de l’organisme. Trois grands systèmes ont évolué en ce sens : paracrine, endocrine et nerveux, ayant chacun leur spécificité. On s’intéressera ici uniquement au dernier. NOTION DE COMMUNICATION Communiquer entre deux éléments nécessite trois étapes fondamentales Coder l’information à partir d’éléments d’un code (ex : alphabet). Transmettre l’information (ex : langage, téléphone, écriture, etc.). Décoder et « interpréter » l’information (ex : réponse à une question, etc.). Nécessité de cohérence Les éléments émetteurs et receveurs doivent utiliser le même code. LES SYSTÈMES DE CODAGE DE L’INFORMATION Un exemple de codage en amplitude : le potentiel de récepteur Variation graduable de la différence de potentiel (ddp) transmembranaire. Augmentation de l’amplitude proportionnelle à l’intensité de stimulation. Notion de seuil et de maximum. Notion de sommation spatio-temporelle. Conduction immédiate, mais décrémentielle. Le codage en fréquence : le potentiel d’action Variation « standard » de la ddp transmembranaire (phénomène de tout ou rien). Le code est ici un système 0/1 et le message informationnel est contenu dans la fréquence de ces éléments de code. Mécanismes ioniques ; canaux Na+ , K+ , tension dépendants. Conduction apparente non décrémentielle, mais lente. Modalités d’utilisation de ces deux systèmes de codage par le neurone Répartition des canaux Na+ , K+ le long des membranes du neurone ; spécificité de l’axone.
  38. 38. 41 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Le neurone, en fonction des fragments de membrane considérés et des protéines qui y sont incorporées, utilise un codage de l’information sous la forme de variations d’amplitude de la ddp transmembranaire (dendrites et corps cellulaire) ou sous celle de variations de la fréquence d’éléments unitaires (axones). TRANSFERT DE L’INFORMATION LE LONG DES FIBRES NERVEUSES Conduction électrique le long des membranes Propriétés électriques des membranes (résistance et capacité membranaires). Notion de constante de temps ; liens avec la densité en protéines. Notion de constante d’espace ; liens avec le diamètre des fibres. Propagation régénérative du potentiel d’action le long de l’axone Invasion électrique de la membrane et stimulation des portions voisines de celle où s’est formé un potentiel d’action. Notion de période réfractaire, indispensable à la conduction. Gaine de myéline et augmentation de la vitesse apparente de conduction. DÉCODAGE ET INTÉGRATION DE L’INFORMATION Transmission synaptique. Mécanismes de la transmission synaptique. Notion de trans-codage et d’utilisation d’un nouveau code correspondant à la concentration en neuromédiateur. Intégration post-synaptique. Potentiels post-synaptiques excitateurs et inhibiteurs. Le segment initial (ou cône axonique), est le point de sommation des informations. Sommation spatiale et temporelle des informations post- synaptiques.
  39. 39. 42 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Corrigés de sujets de synthèse LA REPRODUCTION SEXUÉE CHEZ LES ANIMAUX La reproduction sexuée, suppose une production de gamètes haploïdes issus d’un seul parent, génétiquement différents, qui se rencontrent ou non et qui sont à l’origine d’un nouvel individu original de l’espèce. DÉTERMINISME DE LA REPRODUCTION SEXUÉE ET DU SEXE Déterminisme de la reproduction sexuée Reproduction sexuée lors des cycles du développement (Hydre, Protozoaires). Modalité reproductive (sexuée ou asexueé). Activation de la gamétogenèse dépendant de facteurs épigénétiques ou génétiques. Détermination du sexe chez les espèces gonochoriques et hermaphrodites (rôle des facteurs épigénétiques, génétiques et endocriniens). Hermaphrodisme : un sexe labile chez les monoïques sous détermination hormonale (Patelle) ou épigénétique (facteurs sociaux chez les Crépidules). FORMATION DE GAMÈTES GÉNÉTIQUEMENT DIFFÉRENTS Origine des gamètes : ségrégation et migration de la lignée germinale Ségrégation précoce des cellules de la lignée germinale (Insectes, Hydre). Migration des blastomères goniaux (Mammifères, Oiseaux) et leur adhésion. Prolifération cellulaire mitotique lors de la migration et dans les gonades. La gamétogenèse gonadique et extragonadique engendre des gamètes génétiquement différents La méiose : Passage à l’haploïdie et brassages génétiques intra et interchromosomiques (de la spermatogonie à la spermatide). Croissance des gamètes sous contrôle hormonal (ovocyte des Insectes), maturation des gamètes (spermiogenèse : de la spermatide
  40. 40. 43 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard au spermatozoïde), complémentarité de la différenciation du gamète mâle et femelle. LA FÉCONDATION RÉTABLIT LES CARACTÉRISTIQUES DE L’ESPÈCE ET AUGMENTE LE BRASSAGE GÉNÉTIQUE Rencontre des gamètes Simultanéité d’émission ou stockage de gamètes en attente. Chimiotactisme, comportements reproducteurs permettant le rapprochement des sexes, fécondation externe ou interne. Reconnaissances intraspécifiques des gamètes. Fécondation La fécondation est de règle chez les espèces gonochoriques et hermaphrodites (autofécondation rare chez les hermaphrodites, Cestodes). Étapes de la fécondation. GYNOGENÈSE ET PARTHÉNOGENÈSE La parthénogenèse Principaux types de parthénogenèse. Parthénogenèse apomictique, ses conséquences cytologiques (Aphidiens). Retour selon diverses modalités à la diploïdie. Répercussion sur la détermination du sexe (Criquet, Puceron). Conséquences de la parthénogenèse sur la diminution de plasticité du génome. La gynogenèse ou pseudogamie Rôle activateur déterminant du spermatozoïde.
  41. 41. 44 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Corrigés de sujets de synthèse 1 La vie en milieu terrestre La vie terrestre apparaît il y 470 millions d’années, tout d’abord par la présence de végétaux puis des animaux. Le milieu terrestre est représenté par l’ensemble des terres émergées, en contact avec l’atmosphère. Ce milieu présente des contraintes desquelles seuls les êtres vivants qui y sont adaptés peuvent s’affranchir. SE POSITIONNER ET SE REPÉRER DANS LE MILIEU TERRESTRE La contrainte gravitaire Le passage de la vie aquatique à la vie aérienne s’accompagne de la disparition quasi complète de la poussée d’Archimède. L’action de la pesanteur nécessite le développement d’un squelette. Chez les végétaux : Ancrage précoce lors de la germination avec une racine séminale puis des racines adventives chez les végétaux (gravitropisme positif). Écotypes anti-arrachement (Hêtre) Liber et le bois (Gymnospermes, Angiospermes dicotylédones) Chez les animaux : Colonne antigravitaire Membre chiridien sustentatoire des Tétrapodes Diversité du membre chiridien permettant des modes de locomotion variés : marche, course, saut, vol. Les organes des sens Vision (Oiseaux, Insectes) Équilibration (Vertébrés, Insectes) SATISFAIRE À LA SURVIE DE L’INDIVIDU ET DE L’ESPÈCE Fonctions de nutrition Autotrophie des Végétaux : - disposition par rapport aux radiations lumineuses, espèces d’ombre et de lumière - photosynthèse CAM et C4 et économie d’eau - prélèvement et circulation de l’eau Respiration : - poumons et trachées des animaux - stomates des végétaux Équilibre hydrominéral, osmorégulation, excrétion azotée - ADH, néphrons longs Affronter la mauvaise saison Rester : - en étant actif, thermorégulation des endothermes - en étant inactif, endothermes hibernants, disparition des formes aériennes et formes de résistance (tubercule, rhizome, graines, œufs), abscission foliaire chez les plantes pluriannuelles. Partir : - migrations
  42. 42. 45 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard 1 La vie en milieu aquatique La vie apparaît en milieu aquatique, il y a 3,8 milliards d’années. Le milieu aquatique comprend divers écosystèmes, possédant diverses contraintes, dans lesquels les êtres vivants naissent, vivent, se perpétuent grâce à l’acquisition d’adaptions spécifiques. SE POSITIONNER DANS L’EAU ET S’Y MOUVOIR Les contraintes hydrodynamiques Poussée d’Archimède Viscosité Masse Pression Température Positionnement Problème de maintien dans la tranche d’eau favorable : Résistance à l’enfoncement, flottabilité (Loi de Stockes), accroissement des forces de frottement, réduction de la taille, augmentation de la surface portante L’allégement du corps, diminution générale des structures squelettiques externes et internes, teneur élevée en eau, mise en place de flotteurs à gaz. Nage Fixation au substrat pour éviter l’arrachement (végétaux, animaux) Déplacement Lutte contre la viscosité, forme hydrodynamique (Poissons, Mammifères), squelette, membres et propulsion. SE REPÉRER DANS SON ENVIRONNEMENT Photosensibilité Équilibration : ligne latérale des Poissons, mécanorécepteurs, neuromastes, oreille moyenne Oreille externe estompée chez les Mammifères aquatiques ASSURER LA SURVIE DE L’INDIVIDU ET DE L’ESPÈCE Fonctions de nutrition Autotrophie (radiations lumineuses, sels minéraux, dioxyde de carbone Hétérotrophie : microphagie (avec courant d’eau existant ou créé, ou sans courant d’eau (limivores)), macrophagie. Respiration Branchies externes des Amphibiens, des Poissons Parenchyme aérifère des Végétaux Adaptation à la plongée des Mammifères aquatiques Équilibre hydrominéral et excrétion des déchets azotés Thermorésistance Homéothermes, hétérothermes, migrations ou quiescence
  43. 43. 46 © Dunod 2010, Biologie Licence, sous la direction de Daniel Richard Corrigés de sujets de synthèse Reproduction et dissémination de l’espèce Reproduction asexuée Reproduction sexuée Stratégies de dissémination de l’espèce en milieu aquatique Stratégies de développement embryonnaire en milieu aquatique

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