Préparation au CAPES Sciences de la vie et de la terre 2007

Composition sur un sujet de biologie

Durée: 6 heures

La vie parasitaire: stratégies d’infestation, exploitation de l’hôte et défenses vis à vis de l’hôte

Remarques importantes

- Le sujet comprend 18 documents dont certains sont à légender- Seront prises en compte dans la notation: la clarté de la présentation, la précision et la rigueur de l’analyse des documents, les illustrations personnelles.

Document 1: les quatre grands modes d’invasion par les parasites. Les parasitesde type A et B utilisent l’information en provenance des hôtes pour les localiser et les identifier. Les parasites de type C,véhiculés par un vecteur, laissent à celui-ci le soin d’utiliser l’informationprovenant des hôtes. Les parasites de type D, ingérés passivement, n’utilisent pas la sourced’information.

Document 2A: cycle des Chlamydies, bactéries parasites intracellulaires des oiseaux et mammifères. L’infection par C.trachomatis est dans lespays en voie de développement, responsable du trachome la première cause infectieuse de cécité.B: cellules eucaryotes en culture 48 heures après infectionpar C. trachomatis serovar D. Les bactéries, marquées en vert, semultiplient à l’intérieur d’un compartiment membranairejusqu’à occuper presque tout le volume de la cellule-hôte, dont le noyau est ici coloré en bleu. X 2000

A

B

Document 3: cycle du virus du V.I.H (virus de l’immunodéficience humaine) dans un lymphocyte T4. A: de la pénétration du virus dans la cellule à la libération des virions.B: aspects moléculaires du devenir de l’ARN viral

A

B

Document 4: cycle de développement du trématode à sporocystes Schistosoma mansoni.Légender les schémas 1,2,3,4,et 5

Document 5: cycle du gui, angiosperme hémiparasite Document 6: cycle biologique et structure du Plasmodium falciparum chez l’homme.A: la prolifération intra-érythrocytaire passepar trois stades successifs: anneau, trophozoiteet schizonte et conduit à une destruction massivedes hématies.B: PPM: membrane plasmique du PlasmodiumPV: vacuole parasitophorePVM: membrane de la vacuoleRE: réticulum endoplasmiqueMit: mitochondrieMic: micronèmesR: rhoptriesDG: granules densesFV: vacuole digestiveA: apicoplaste, vestige d’un plaste résultant d’une endosymbiose avec une algue rouge

TVM: réseau tubulovésiculaireMC: corpuscules de Maurer

Document 7: Schéma de l’organisation d’un cestode, Echinococcus granulosus.Légender le document de A à F et le détail de C (de 1 à 4).

A

B

C

D

E

F

1

2

3

4

midi

Document 8: les rythmes d’émergencehors des mollusques des cercaires de deuxespèces de Schistosoma sp(l’écart entre deux cercles successifs vaut10% de l’émission journalière totale de cercaires).

Document 9: suçoir du gui vu en différents plans de section de brancheA: branche coupée transversalement, périderme partiellement ôté puis branche coupée longitudinalement.B: schéma d’une coupe longitudinale de suçoirs.En vert: structure du gui, absorption de sève brute signalée par les flèches bleues.

AB

A

Document 10: dégradation de la paroi pectocellulosique par un champignon lignivore

A: Rigidoporus lignosus ( r), agent de pourriture racinaire dégrade les parois primaires (p)et secondaires (s) riches en lignine et cellulose pour coloniser les cellules du bois. MET X 14000

B: zones de lyse (flèches) des parois primaires et secondaires des cellules de bois. La cellulose est marquée par une sonde spécifique (exoglucanase) conjuguée à l’or colloïdal.MET X 40000

B

Document 11: transfert des substances du phloème de la plante –hôte vers son parasiteA et B: préparation du système hôte-parasite Fixation de plants de Cuscuta de 20 cm de longueur avec leur région apicale de 2 cm sur le pétiole de Pelargonium zonale (A ) et la tige de Vicia Faba (B), plantes hôtes de la cuscute.16 jours après l’infection par la cuscute, le système hôte-parasite est utilisé pour des expériencesde mesure de transfert de composés carbonés .

C: taux de transfert de composés carbonés marqués au 14C vers le parasite durant le développement de l’haustorium.

C

Document 12: schéma d’un tégument de PlathelmintheLes diverses fonctions du tégument y figurent..

Légende:

Absorption: absorption

Endocytosis: endocytose

Host-antigen outer bilayer complex: complexe membranaire avec les antigènes de l’hôte

Sensory input: réception des messagessensoriels

Document 13: arbre phylogénétique des protéines transporteurs de glucose chez les Plathelminthes .Les transporteurs de glucose de Schistososma mansoni (SGTP1, SGTP2 et SGTP4), les transporteurs de glucose de Taenia solium (TGTP1 et TGTP2), et les transporteurs de glucose humains (GLUT1 et GLUT3)permettent une diffusion facilitée du glucose. Alors que les transporteurs humains SGLT-1 à SGLT3 permettent un transport actif du glucose.

Document 14: électronographie obtenue en microscopie électronique à transmission de la surface ventrale d’un adultemâle de Schistososma mansoni.Les flèches épaisses indiquentle flux de glucose du sang de l’hôte à travers la membrane apicale du tégument et les tissus sous-jacents.

5 µm

La membrane apicale du tégument contient des transporteurs SGTP4 pour importer le glucose contenu dans le sang de l’hôte

La membrane basale et ses dilatations contiennent le transporteur SGTP1 pour importer le glucose dans les tissussous-jacents

Muscles circulaires et longitudinaux contenant le transporteurSGTP1 afin d’y importer le glucose

Document 15: présence de bactéries parasites, les mollicutes, dans un tube criblé de phloème vue au microscope électronique à transmission. X10000Légender les n° 1, 5, 6 ,122: crible du vaisseau3: pore du crible4: callose bordant le pore7: résidu d’un plaste8: reste de réticulum endoplasmique9: cytoplasme de cellule du parenchyme phloémien10: plaste11: vacuoles

Rat

e of

mem

bran

e tr

ansp

ort

Time, hrs

Uninfected RBC

0 48

RING TROPHOZOITE SCHIZONT

Infected RBC

RING TROPHOZOITE SCHIZONT

Infected RBC

RING TROPHOZOITE SCHIZONT

Infected RBC

Ionic Channels:KcaNSC

Carriers:cholineglucosenucleosideamino acidsmono-carboxylate

Pumps:Na / KCa

Exchangers:Na / HCl / HCO3

Co-transporters:Na – K – 2ClK – Cl

Document 16 : au cours de son cycle dans les érythrocytes de son hôte, le plasmodium reste complètement inactif sur le plan des échanges avec l’extérieur pendant les 16 premières heures. On constate ensuite une augmentation très importante de nombreux transporteurs et canaux à la surface de l’érythrocyte.(S. Thomas, Station Biologique de Roscoff, UPMC/CNRS)

Légende:

Ring : Anneau

RBC : Erythrocyte

Carriers : Transporteurs

Ionic Channels : Canaux ioniques

Rate of membrane transport : Taux de transports membranaires

Document 18-1: organisation des chromosomes de Plasmodium falciparum étudiée par FISH.Les télomères, fixés à la périphérie du noyau, sont représentés en rouge.

Document 18-2: organisation des gènes à l’extrémité télomérique des chromosomes du Plasmodium

A BDocument 17: la fusariose du cotonnier causée par Fusarium oxysporum f.sp. vasinfectumCette maladie vasculaire provoque un flétrissement des feuilles causé par le blocage de la circulation de l’eau dans les vaisseaux.A: le champignon (flèches) progresse dans les vaisseaux de la tige pour coloniser la plante. Microscopiephotonique X 1200B: il dégrade les ponctuations de ces vaisseaux pour progresser dans les cellules voisines. MET X 18000