1^ère Partie : COMMUNICATION NERVEUSE

Communication nerveuse
- La communication nerveuse se manifeste par des combinaisons de signaux électriques enregistrables constituant des messages. Ces messages sont rapidement propagés dans un seul sens par des chaînes de neurones, cellules spécialisées connectées entre elles.
- Les corps cellulaires sont regroupés dans les centres nerveux et les ganglions nerveux. Des fibres nerveuses relient les centres nerveux entre eux et aux organes périphériques.
- Les neurones communiquent entre eux par des synapses. À leur niveau, l'association neurotransmetteur-récepteur assure la transmission des messages.

Modulation du message nerveux : enképhalines et récepteurs opioïdes
- La transmission des messages nerveux peut être modulée par des peptides tels que les enképhalines ou morphines endogènes, qui agissent à différents niveaux du système nerveux central.
- Dans la corne dorsale de la moelle épinière, les enképhalines interviennent au niveau des neurones nociceptifs. Les enképhalines sont libérées par des interneurones spécialisés. Elles vont se fixer sur des récepteurs spécifiques localisés dans la membrane des neurones post-synaptiques. Elles inhibent ainsi la transmission des messages nociceptifs vers le cerveau.
- Dans le cerveau, la fixation des enképhalines sur les récepteurs opioïdes des neurones modulateurs provoque la levée de l'inhibition qu'ils exercent sur l'activité des neurones dopaminergiques. Par voie de conséquence, cette levée d'inhibition entraîne une secrétion accrue de dopamine qui contribue à la sensation de plaisir.

Modulation de l'activité synaptique par des molécules exogènes : un exemple, la morphine
- La morphine, en se fixant sur les récepteurs opioïdes localisés sur les neurones de la corne dorsale de la moelle, est à l'origine d'une puissante activité analgésique qui n'entraîne pas une dépendance.
- La morphine et ses dérivés de synthèse comme l'héroïne peuvent être à l'origine d'une sensation de plaisir. La genèse de cette sensation résulte de la fixation de la morphine sur les récepteurs opioïdes du cerveau en mimant l'action des morphines endogènes.

Les mécanismes de la dépendance
- Contrairement aux enképhalines, la morphine n'est pas rapidement dégradée.
- La morphine (ou l'héroïne), prise de façon répétée au cours du temps, engendre tolérance, dépendance physiologique et dépendance psychique (état de manque). C'est cet état de manque qui est à l'origine de la toxicomanie.
- La plupart des drogues (héroïne, nicotine, alcool, cocaïne, principe actif du cannabis, ectasy) agissent, par des mécanismes différents, sur les neurones dopaminergiques des systèmes de récompense.
- La dépendance aux drogues est un phénomène complexe qui est tributaire de facteurs psychologiques, mais aussi de facteurs environnementaux. L'arrêt de la prise de toute drogue nécessite la mise en application d'un protocole de sevrage qui implique un suivi médical prolongé et une aide psychologique.

2^ème Partie : DU GENOTYPE AU PHENOTYPE, APPLICATIONS BIOTECHNOLOGIQUES

Des phénotypes à différents niveaux d'organisation du vivant
Le phénotype peut se définir à différentes échelles : macroscopique, cellulaire et moléculaire.

La relation entre ADN et protéines
- Les gènes sont des segments de la molécule d'ADN codants pour des protéines. La séquence des nucléotides dans l'ADN gouverne la séquence des acides aminés dans la protéine selon un système de correspondance, le code génétique. Les propriétés des protéines dépendent de leur séquence respective en acides aminés.
Ces protéines, en régissant la structure et les activités cellulaires, contribuent à l'établissement du phénotype.
- La modification du génotype d'un organisme par transgénèse, qui permet de produire de nouvelles protéines, repose sur l'universalité du code génétique.

Complexité des relations entre génotype et phénotype - Applications
- Un phénotype macroscopique donné résulte de processus biologiques gouvernés par l'expression de plusieurs gènes. La mutation de l'un seulement de ces gènes peut altérer ce phénotype. Un même phénotype macroscopique peut donc correspondre à plusieurs génotypes.
- La réalisation d'un phénotype macroscopique dépend de l'interaction de plusieurs gènes entre eux et avec les facteurs de l'environnement.
- Médecine prédictive et diagnostic prénatal ont pour but de détecter la présence de certains allèles chez un individu.

3^ème Partie : PROCREATION

I- Des processus biologiques contrôlés par des hormones
Cycle menstruel, cycle ovarien
- Chez la femme, à partir de la puberté et jusqu'à la ménopause, la physiologie sexuelle s'inscrit dans un cycle menstruel.
L'activité ovarienne est sous le contrôle du complexe hypothalamo-hypophysaire dont le fonctionnement est contrôlé par l'ovaire lui-même (rétro-contrôle négatif exercé par les hormones ovariennes) et par des stimuli d'origine interne ou externe.
L'ovaire contrôle le cycle utérin, ce qui synchronise l'ovulation et la réceptivité utérine à l'implantation de l'embryon.
- L'augmentation pré-ovulatoire de la sécrétion des œstrogènes exerce un rétro-contrôle positif sur l'axe hypothalamo-hypophysaire et permet d'assurer le synchronisme entre la maturation folliculaire et la commande hypophysaire de l'ovulation.

La production de gamètes mâles
Chez l'homme, la production des gamètes mâles est continue de la puberté jusqu'à la fin de la vie. L'activité testiculaire est sous le contrôle du complexe hypothalamo- hypophysaire.

Rencontre des gamètes
La rencontre des gamètes est conditionnée, au moins en partie, par la qualité de la glaire cervicale.
La fécondation a lieu dans le tiers supérieur des trompes et n'est possible que pendant une brève période après l'ovulation.

Début de la grossesse
Après fécondation et nidation, la sécrétion de l'hormone HCG par le tout jeune embryon permet la poursuite de l'activité du corps jaune et, par conséquent, la sécrétion de proges térone indispensable au maintien de la muqueuse utérine au début de la grossesse.
Les tests de grossesse consistent à détecter cette hormone dans les urines.

II- Maîtrise de la reproduction
Régulation des naissances
La contraception hormonale féminine s'appuie sur l'ensemble des connaissances sur le déterminisme hormonal de la physiologie sexuelle.
La contraception hormonale masculine est encore à l'état de recherche. On ne peut donc parler d'application médicale.
Outre la prise d'une contraception hormonale par la femme, le couple peut utiliser d'autres moyens contraceptifs visant à empêcher la rencontre des gamètes ou l'im plantation de l'embryon. En cas d'échec de la contraception, l'interruption volontaire de grossesse (IVG) reste un ultime recours.

III- Aide médicalisée à la procréation
Le suivi de la grossesse :
Pendant toute la période de la grossesse, la femme et le fœtus sont médicalement surveillés grâce à différents moyens d'investigation (analyses sanguines, échographies et, si nécessaires, amniocentèse ou choriocentèse...). En cas de dépistage d'une anomalie grave du fœtus, diverses mesures peuvent être mises en œuvre, qui peuvent aller jusqu'à proposer une IVG thérapeutique.

Infertilité et procréation médicalement assistée :
Les causes d'infertilité d'un couple sont diverses et touchent aussi bien l'homme que la femme. Les dosages hormonaux fournissent des renseignements sur l'activité des gonades et du complexe hypothalamo-hypophysaire.
Différentes techniques médicales peuvent apporter une solution (l'insémination artificielle, la FIVETE, l'ICSI).
Le développement de ces techniques nouvelles posent des questions éthiques.

4^ème PARTIE : ALIMENTATION, PRODUCTION ALIMENTAIRE, ENVIRONNEMENT (Thème au choix)

I- Comportements alimentaires et satisfaction des besoins :
Choix des aliments
Les aliments comportent des substances minérales et organiques en proportions diverses.
L'eau est un aliment essentiel.
L'appétence alimentaire nécessite la mise en jeu de plusieurs fonctions sensorielles.

Évaluation des besoins
La ration alimentaire dépend de plusieurs paramètres (âge, sexe, intensité de l'activité, caractéristiques morphologiques et physiologiques).
L'équilibre nutritionnel est à la fois qualitatif et quantitatif.

Conséquences d'une ration déséquilibrée
La prise alimentaire ne coïncide pas toujours avec les besoins nutritionnels.
Les déséquilibres alimentaires, fréquemment liés au contexte socio-économique, ont des effets néfastes sur la santé.

II- Production alimentaire et environnement
Évaluation des productions alimentaires
La production végétale est à la base de la production animale et d'une partie de la production humaine.
La production de la matière animale nécessite une production végétale quanti tativement importante.

Fonctionnement d'un agrosystème, ses conséquences environnementales
Un agrosystème est un système déséquilibré dont l'exploitation intensive nécessite un entretien.
Cet entretien permet de lutter par différents moyens contre les parasites, les ravageurs et les plantes adventices.
L'apport d'engrais permet une productivité accrue.
Les conséquences des apports exogènes (engrais, pesticides) sur un agrosystème induisent des "déséquilibres biologiques" et des pollutions qui peuvent nuire à la santé humaine et animale.

5^ème Partie : UNE RESSOURCE ALIMENTAIRE : LE BOIS  (Thème au choix)

I- Le bois, un matériau d'usage courant
Utilisations du bois : propriétés générales mises en jeu
Le bois a des usages multiples. Ils sont liés à des propriétés communes à tous les bois ou spécifiques d'une espèce donnée : résistance, capacité d'isolation, imputrescibilité, flottabilité, combustion, source de cellulose...

Structure et propriétés
Certains usages du bois s'expliquent par les propriétés physiques liées à sa structure cellulaire (vaisseaux et fibres) et à son mode de croissance (cambium, cernes, aubier, cœur).

Nature chimique du bois : utilisations spécifiques et renforcement de certaines propriétés physiques
Les composants des parois des vaisseaux et des fibres (cellulose et lignine, tanins et composés phénoliques, pigments) conditionnent les usages des différentes essences de bois (industrie papetière, bois d'œuvre, bois de charpente...).

II- Importance et gestion des écosystèmes forestiers
Participation du bois aux grands équilibres de la planète
La forêt participe aux cycles de l'eau et du carbone. Elle représente un stock biologique de carbone. Sa destruction massive par des phénomènes naturels ou par l'homme (incendies, combustion...) peut perturber ces grands cycles.

Activités industrielles et gestion des forêts
La gestion d'une forêt doit assurer une production continue. Une mauvaise gestion ou une surexploitation conduisent à des déséquilibres des écosystèmes et peuvent avoir des conséquences importantes sur les sols.

Biotechnologies, la filière bois
Les recherches actuelles en biotechnologie des espèces forestières (transgenèse, conservation des ressources génétiques, interactions plantes / micro-organismes) contribuent à améliorer les conditions d'exploitation et d'utilisation des forêts

6^ème Partie : UNE RESSOURCE INDISPENSABLE : L'EAU   (Thème au choix)

L'eau sur la planète
- L'eau douce est une ressource indispensable aux êtres vivants et aux activités humaines.
L'eau de la planète est répartie dans différents réservoirs (océans, glaciers et calottes polaires, atmosphère, lacs et rivières, nappes phréatiques, sol, biosphère).
Les transferts quantitatifs entre les différents réservoirs constituent le cycle de l'eau.
- L'eau douce est inégalement répartie à l'intérieur des continents. Son utilisation par l'homme (urbanisation, irrigation) modifie le flux de l'eau entre les différents réservoirs et peut aboutir à la désertification.

Gestion de l'eau
- L'eau douce utilisée est puisée dans les lacs, les cours d'eau et les réservoirs souterrains.
- Elle peut être stockée temporairement dans des réservoirs superficiels.
Les réservoirs souterrains et superficiels sont sensibles aux pollutions biologiques ou chimiques (nitrates, pesticides, radionucléides...).
- La protection des réservoirs et un traitement des eaux usées sont indispensables. Les matières organiques polluantes peuvent être dégradées sous l'action de micro-organismes .
- L'homme utilise les propriétés de ces micro-organismes dans le traitement des eaux usées.

7^ème Partie : PLACE DE L’HOMME DANS L’EVOLUTION   (Thème au choix)