Cours — Biologie

Le corps humain face aux microbes

Le risque infectieux

Une infection survient quand un micro-organisme pathogène (bactérie, virus, champignon) pénètre dans l'organisme et s'y multiplie.

• La transmission peut se faire par contact direct, par l'air (postillons), par l'eau ou les aliments contaminés, ou par une blessure.
• Des gestes simples limitent la transmission : lavage des mains, port du masque, hygiène alimentaire, désinfection des plaies.
• Les antibiotiques agissent uniquement contre les bactéries, jamais contre les virus.

Le système immunitaire et la vaccination

Le corps se défend grâce à son système immunitaire :

• les globules blancs du sang détectent et détruisent les micro-organismes étrangers ;
• après une première infection, l'organisme garde une mémoire immunitaire qui permet une réaction plus rapide et efficace en cas de nouvelle rencontre avec le même agent ;
• la vaccination consiste à introduire une version inactive ou atténuée d'un agent infectieux pour déclencher cette mémoire immunitaire sans provoquer la maladie, protégeant ainsi la personne (et la collectivité, via l'immunité de groupe).

Génétique, ADN et transmission des caractères

Chromosomes, caryotype et ADN

Dans le noyau de chacune de nos cellules se trouvent 46 chromosomes regroupés en 23 paires :

• 22 paires sont identiques chez l'homme et la femme (les autosomes).
• La 23e paire détermine le sexe : XX chez la femme, XY chez l'homme.
• Chaque chromosome est un long filament d'ADN (Acide Désoxyribonucléique) enroulé en double hélice.

Gènes, allèles et diversité génétique

Un gène est une portion d'ADN qui contient la recette pour fabriquer un caractère héréditaire (ex : la couleur des yeux, le groupe sanguin) :

• Un gène existe sous différentes versions appelées allèles. Comme nous avons deux chromosomes de chaque paire (un du père, un de la mère), nous avons deux allèles pour chaque gène.
• Allèle dominant : s'exprime toujours dès qu'il est présent (ex : allèles A et B du groupe sanguin).
• Allèle récessif : ne s'exprime que s'il est présent en double exemplaire (ex : allèle O).

Évolution et diversité du vivant

L'information génétique : l'ADN

Chaque cellule d'un être vivant contient dans son noyau des chromosomes, formés d'ADN (acide désoxyribonucléique).

• L'ADN porte l'information génétique qui détermine les caractères héréditaires (couleur des yeux, groupe sanguin…).
• Chaque individu reçoit la moitié de ses chromosomes de son père et l'autre moitié de sa mère, d'où la diversité génétique au sein d'une même espèce.
• Des mutations (modifications aléatoires de l'ADN) peuvent apparaître et être transmises à la descendance, source de variation.

L'évolution des espèces

La théorie de l'évolution, formulée notamment par Charles Darwin, explique la diversité actuelle du vivant à partir d'ancêtres communs :

• au sein d'une population, il existe une variabilité génétique naturelle entre les individus ;
• selon les conditions du milieu, certains individus sont mieux adaptés et se reproduisent davantage : c'est la sélection naturelle ;
• sur de très longues échelles de temps, ce mécanisme conduit à l'apparition de nouvelles espèces, comme en témoignent les fossiles.

Le système immunitaire, vaccins et antibiotiques

Micro-organismes, contamination et infection

Notre environnement est rempli de milliards de micro-organismes (bactéries, virus, champignons) :

• La grande majorité est inoffensive ou très utile (notre microbiote intestinal aide à la digestion et nous protège).
• Certains sont pathogènes (ils provoquent des maladies).
• Contamination : le microbe franchit nos barrières naturelles (peau, muqueuses respiratoires, blessure).
• Infection : le microbe se multiplie à l'intérieur de notre organisme.

Les défenses immunitaires et les vaccins

Face à une attaque microbienne, notre système immunitaire déploie une armée organisée en 2 temps :

• 1. La réaction inflammatoire rapide (la phagocytose) : des globules blancs (phagocytes) arrivent sur place, capturent et digèrent les microbes en quelques minutes.
• 2. La réaction ciblée (spécifique) :
  • Les lymphocytes B fabriquent des anticorps sur-mesure pour neutraliser les bactéries et toxines.
  • Les lymphocytes T détruisent les cellules infectées par des virus.

Évolution des espèces et histoire de la Terre

L'arbre de parenté et les fossiles

L'étude des fossiles dans les couches de roche prouve que la vie évolue sur Terre depuis 3,8 milliards d'années :

• Des millions d'espèces sont apparues, se sont transformées, puis ont disparu (comme les dinosaures non-aviens il y a 66 millions d'années).
• Le partage de caractères physiques communs (comme le squelette à 5 doigts chez les mammifères, oiseaux, reptiles et amphibiens) prouve l'existence d'un ancêtre commun.
• Les oiseaux d'aujourd'hui sont les descendants directs d'un groupe de dinosaures à plumes !

La théorie de l'évolution et la sélection naturelle

La théorie de l'évolution (formulée par Charles Darwin) repose sur le mécanisme de la sélection naturelle :

• Dans une même espèce, des mutations génétiques aléatoires créent des individus légèrement différents (ex : pelage plus ou moins épais, bec plus ou moins long).
• Les individus dont les caractères leur donnent un avantage de survie dans leur milieu (trouver plus de nourriture, mieux résister au froid) vivent plus longtemps et ont plus de petits.
• Génération après génération, ces caractères avantageux deviennent majoritaires dans la population.