Session 2005

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1. DIGESTION DES PROTÉINES ALIMENTAIRES.

1.1. Schéma de l'appareil digestif.

1 = glandes salivaires 2 = foie 3 = vésicule biliaire 4 = canal cholédoque 5 = intestin grêle 6 = appendice 7 = anus 8 = rectum

9 = colon ou gros intestin 10 = pancréas 11 = pylore 12 = estomac 13 = cardia 14 = oesophage 15 = pharynx 16 = cavité buccale

1.2 Expériences

1.2.1 Analyse du tableau :

Ce tableau indique la présence, dans les parties successives du tube digestif, de molécules de plus en plus petites : les protéines qui ont été ingérées, les peptides provenant de la simplification des protéines, les acides aminés qui sont le produit final de cette simplification.
Les protéines ingérées sont présentes de façon importante dans la bouche, puis leur quantité diminue dès le passage dans l'estomac, pour n'être plus qu'à l'état de traces à partir du duodénum.
Les peptides, absents de la bouche, apparaissent dans l'estomac, puis de façon plus importante dans le duodénum. Il n'en reste plus que des traces dans la suite de l'intestin.
Les acides aminés ne commencent à apparaître que dans le duodénum, et leur quantité augmente considérablement dans le jéjunum et l'iléon. Il n'en reste que des traces dans le colon.

1.2.2 Digestion des protéines.

Dans l'estomac, la pepsine gastrique (enzyme protéolytique) hydrolyse les protéines en peptides.
Dans le duodénum, d'autres protéases (trypsine et chymotrypsine) continuent à digérer les protéines restantes. Des peptidases hydrolysent les peptides en acides aminés.
Dans le jéjunum et l'iléon, les peptides restants sont digérés en acides aminés par d'autres peptidases.
(Les acides aminés obtenus, ainsi que des di- et tripeptides, sont absorbés au cours de leur transit dans l'intestin grêle)

1.3 Digestion du blanc d'oeuf par la pepsine gastrique.

1.3.1 Analyse des résultats des tubes 1 à 5.

Les tubes contiennent tous des flocons de blanc d'oeuf en suspension dans l'eau, à 38°C.
Si, après 6 heures, on observe toujours ces flocons en suspension, c'est qu'aucune réaction n'a eu lieu dans ces tubes. C'est donc seulement dans l'expérience 2 que l'ovalbumine a été digérée, puisque le contenu du tube est limpide.
D'après le contenu du tube 2, on peut déduire que la digestion de l'ovalbumine est catalysée par une enzyme, la pepsine, en présence d'acide chlorhydrique.
L'acide chlohydrique seul n'a aucune action (tube 3)
De même l'enzyme seule ne permet pas la digestion (tube 4)
L'enzyme n'agit pas non plus en présence de soude (tube 5)

Conclusion : le pH optimal d'action de la pepsine est 2, c'est-à-dire un milieu acide.

1.3.2 Analyse des tubes 6 à 8.

Ces tubes ont le même contenu que le tube 2 où on avait observé la digestion de l'ovalbumine.
On constate qu'à 100°C (tube 6) la pepsine est inactive. En effet, l'enzyme est une protéine, qui est dénaturée par une température trop élevée.
A 0° (tube 7), la pepsine est également inactive.
Par contre, en remettant ce dernier tube à 38°C (tube 8), la digestion est à nouveau réalisée. L'enzyme n'a donc pas été dénaturée à 0°, seulement inactivée.

Conclusion : la température optimale d'action de la pepsine est 38°C.

1.4 Devenir des produits issus de la digestion des protéines.

1.4.1 Légendes du document 4.

1 = muqueuse 2 = sous-muqueuse 3 = musculeuses 4 = séreuse ou adventice 5 = villosité 6 = entérocyte

7 = capillaire sanguin 8 = chylifère 9 = veinule 10 = vaisseau lymphatique 11 = artériole

1.4.2 Ce schéma représente une coupe transversale de la paroi de l'intestin grêle. Les villosités sont caractéristiques de cette partie du tube digestif.

1.4.3 L'absorption des acides aminés (et des di- et tripeptides) se fait par transport actif à travers la membrane apicale des entérocytes. Les molécules traversent ensuite l'entérocyte et passent dans la circulation sanguine.

2 SYNTHESE DE L'INSULINE.

2.1 Définition d'une hormone :

Une hormone est une substance chimique sécrétée par une glande endocrine, et véhiculée par le sang jusqu'aux cellules-cibles, sur lesquelles elle agit via un récepteur spécifique.

2.2 Les cellules du pancréas responsables de la synthèse d'insuline sont les cellules béta des îlots de Langerhans.

2.3 Action de l'insuline :

L'insuline est une hormone hypoglycémiante. Elle favorise la pénétration et le catabolisme du glucose dans les cellules. Au niveau des hépatocytes et des myocytes elle stimule la glycogénogenèse, c'est-à-dire le stockage du glucose. Au niveau des adipocytes, elle favorise la lipogenèse, c'est-à-dire la mise en réserve des tirglycérides.

2.4 Synthèse de l'insuline.

2.4.1Étapes de la synthèse des protéines :

Transcription = synthèse de l'ARN messager : dans le noyau
Traduction = lecture de l'ARN-m ou synthèse du peptide : dans le cytoplasme au niveau des ribosomes.

2.4.2

ARN-messager : GGC AUC GUG GAG CAG

Peptide : Gly-Ile-Val-Glu-Gln

3. HEREDITE DU DIABETE SUCRE.

3.1 L'allèle responsable de la maladie est récessif.

Justification : les enfants 12, 13 et 16 sont atteints, ils possèdent donc au moins un allèle responsable, et cet allèle provient d'un des parents 7 ou 8. Si cet allèle était dominant, le parent concerné serait aussi atteint, ce qui n'est pas le cas. L'hypothèse est donc fausse, l'allèle est récessif.

3.2 L'allèle est porté par un autosome.

Justification :
- si l'allèle était porté par le chromosome X, il serait transmis aux garçons 5, 6 et 7 de la mère 2 atteinte. Ces garçons seraient alors diabétiques, ce qui n'est pas le cas.
- si l'allèle était porté par le chromosome Y, il n'y aurait pas de femme atteinte.

3.3 Donner le génotype des individus 7, 8, 14, 15 et 16. Justifier la réponse.

Convention : On note D l'allèle sain dominant, et d l'allèle muté (responsable du diabète) récessif.

Les individus 7 et 8 sont sains, mais transmettent l'allèle responsable du diabète à leurs enfants. Ils sont donc de génotype D//d
Les individus 14 et 15 sont sains, donc possèdent au moins un allèle D. Le 2ème allèle peut être D ou d, cahun de leur parent possédant ces 2 allèles. Comme on ne connait pas encore leur descendance, rien ne permet de conclure. Leur génotype est D//D ou D//d.
Le sujet 16 est diabétique, et est donc homozygotepour l'allèle d puisque celui-ci est récessif. Son génotype est d//d.