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19EATSMLR1 Page 1/11 BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SESSION 2019 ÉCOLOGIE – AGRONOMIE et

19EATSMLR1 Page 1/11 BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SESSION 2019 ÉCOLOGIE – AGRONOMIE et TERRITOIRES Épreuve n° 6 Série S ÉPREUVE DU LUNDI 24 JUIN 2019 Durée de l’épreuve : 3 heures 30 – Coefficient : 5 Aucun appareil électronique n’est autorisé. Le candidat devra traiter les deux parties du sujet. Dès que ce sujet vous est remis, assurez-vous qu’il est complet. Ce sujet comporte 11 pages numérotées de 1/11 à 11/11 19EATSMLR1 Page 2/11 1ère partie sur 8 points Restitution organisée de connaissances Si les paramètres démographiques d’une population agissent sur son effectif, d’autres facteurs agissent aussi. À l’aide d’exemples précis, expliquer comment ces autres facteurs régulent l’effectif d’une population en fonction de sa stratégie démographique. 19EATSMLR1 Page 3/11 2ème partie sur 12 points Exploitation de documents et résolution de problèmes scientifiques. RÉSISTANCE DES BACTÉRIES AUX ANTIBIOTIQUES Selon l'Organisation Mondiale de la Santé, certains antibiotiques actuellement disponibles pourraient ne plus être efficaces chez l’Homme d'ici 10 à 20 ans. Leur utilisation chez les animaux d’élevage pose aussi question, avec le risque que les bactéries devenues résistantes puissent ensuite être transmises à l’Homme. 1. Le Ceftiofur contre la colibacillose aviaire Escherichia coli (E. coli) est une bactérie intestinale des volailles. Certaines souches, pathogènes, provoquent des infections qui peuvent être mortelles comme la colibacillose aviaire. 1.1. À partir du document 1, et à l’aide de vos connaissances, réaliser un schéma mettant en évidence la morphologie et l’ultrastructure de la bactérie E. coli. (1 point) Il est nécessaire de prévenir ou de traiter la colibacillose dans les élevages de volailles sous peine de pénaliser les performances économiques, la quantité et la qualité de la viande ainsi que le bien-être des animaux. Dans ce cas, les éleveurs utilisent le Ceftiofur, un antibiotique de la famille des bêta-lactamines, qui agit de manière spécifique sur E. coli. 1.2. À partir des données du document 2, expliquer le mode d’action du Ceftiofur sur la bactérie E. coli. (1 point) 2. Les mécanismes de la résistance aux antibiotiques chez les bactéries Depuis de nombreuses années, des souches d’E. coli résistantes à différents antibiotiques apparaissent. 2.1. À l’aide des documents 3a, 3b et 3c, répondre aux questions suivantes. (2,5 points) 19EATSMLR1 Page 4/11 Questionnaire à choix multiples Les questions suivantes ne présentent qu’une seule bonne réponse à reporter sur la copie. Question A : L’antibiotique utilisé en 1979 le plus efficace est :  A1. La Tétracycline  A2. La Streptomycine  A3. Le Chloramphénicol Question B : Dans le document 3a, la souche d’E. coli testée est résistante à :  B1. La Tétracycline  B2. La Streptomycine  B3. Le Chloramphénicol Question C : Entre 1979 et 2002 :  C1. La Tétracycline est devenue plus efficace contre la colibacillose aviaire  C2. On trouve de plus en plus de souches résistantes à la Tétracycline  C3. On trouve de plus en plus de souches sensibles à la Tétracycline Question D : En 2002, le Ceftiofur :  D1. Est un antibiotique de nouvelle génération  D2. Est un antibiotique utilisé depuis les années 80  D3. N’est pas efficace contre la colibacillose aviaire causée par la souche d’E. coli étudiée Question E : L’utilisation régulière des antibiotiques en élevage :  E1. Est responsable de l’apparition de souches résistantes  E2. Est responsable de l’apparition de souches sensibles  E3. N’a aucune incidence sur le taux d’apparition des souches résistantes au cours du temps 19EATSMLR1 Page 5/11 Les antibiotiques de la famille des bêta-lactamines, comme le Ceftiofur sont utilisés en dernier recours contre des bactéries déjà multirésistantes. Le document 4a présente l’origine de l’apparition d’une résistance au Ceftiofur. 2.2. À l’aide du document 4b, donner les séquences des deux enzymes bêta- lactamase. (1 point) 2.3. En déduire l’origine de l’apparition de la résistance chez certaines bactéries E. coli au Ceftiofur, puis, en vous référant au document 2, expliquer les répercussions sur l’effet cellulaire du traitement. (2 points) 2.4. Expliquer par quel processus une population de bactéries devient résistante aux antibiotiques. Montrer que cette étude offre un exemple de diversification génétique du vivant. (2 points) 3. L’AMA pour réduire le gène NDM-1 au silence Le gène NDM-1 se localise dans les bactéries qui sont déjà résistantes à divers autres antibiotiques devenant ainsi multirésistantes. 3.1. Après avoir pris connaissance du document 5, envisager les conséquences de l’utilisation des antibiotiques en élevage avicole et commenter la notion d’impasse thérapeutique. (1 point) Le document 6 présente une découverte récente. 3.2. Exposer dans ce cas précis l’intérêt de conserver la biodiversité. (1,5 point) 19EATSMLR1 Page 6/11 Document 1 Les colibacilloses ou infections à Escherichia coli en élevage avicole Les colibacilloses sont sans doute les infections bactériennes les plus fréquentes et les plus importantes en pathologie aviaire. Elles peuvent entrainer de la mortalité, des baisses de performances et des saisies à l’abattoir […]. Elles se développent surtout quand les conditions d’élevage ne sont pas favorables (surpopulation, stress, mauvaise ambiance d’élevage, niveau sanitaire déficient, alimentation de mauvaise qualité). L’agent de la colibacillose est la bactérie Escherichia coli (E. coli). Il s’agit d’une bactérie de la famille des Enterobacteriaceae. Cette bactérie, de forme allongée est le plus souvent mobile grâce à 8 longs flagelles. Ses structures, classiques des cellules procaryotes, sont protégées par une capsule couverte de cils […]. E. coli est un hôte habituel de l’appareil digestif des volailles. Son pouvoir pathogène repose sur sa propriété à coloniser l’appareil respiratoire, sa résistance au système immunitaire, son aptitude à se multiplier dans un contexte de carence en fer, et sa capacité à produire des effets cytotoxiques […].La contamination est essentiellement par voie aérienne. […]. Les manifestations cliniques de la maladie sont les suivantes : infection embryonnaire, gonflement de la tête, infection des voies respiratoires, diarrhées, insuffisance cardiaque, destruction progressive des articulations et du système locomoteur. […]. Certains types d’E. coli susceptibles d’infecter l’homme peuvent être véhiculés par les volailles. Le poulet est donc un réservoir de colibacilles responsables de méningites et d’infections urinaires chez l’Homme. […] Source : Avicampus.fr - École Nationale Vétérinaire de Toulouse (30 juin 2008) - modifié 19EATSMLR1 Page 7/11 Document 2 Modes d’action des antibiotiques sur une bactérie Document 2a : Les mécanismes d’action des antibiotiques Mécanisme d’action Familles d’antibiotiques Inhibition de la synthèse de la paroi cellulaire Pénicillines, bêta-lactamines, carbapénèmes, daptomycines, monobactames, glycopepstides Inhibition de la synthèse protéique Tétracyclines, aminoglycosides, oxazolidonones, streptogramines, kétolides, macrolides, lincosamides Inhibition de la synthèse de l’ADN Fluoroquinolones Inhibition compétitive de la synthèse de l’acide folique (folates) Sulfonamides, triméthoprimes Inhibition de la synthèse de l’ARN Rifampine Source : Université de Laval – Collection mémoires et thèses électroniques Document 2b : Photographie (microscope électronique à transmission) d’une bactérie se divisant en présence d’un antibiotique de la famille des bêta-lactamines d’après textbookofbacteriology.net 19EATSMLR1 Page 8/11 Document 3 Document 3a : Tests d’antibiorésistance En 1979, L’INRA de Tours a publié une étude afin d’évaluer l’évolution de l’antibiorésistance bactérienne dans les élevages avicoles. Des prélèvements d’excrétats (= fèces, fientes) ont été réalisés dans différents élevages. Les souches d’E. coli isolées ont été dénombrées et testées en fonction de leur sensibilité ou de leur résistance aux antibiotiques à l’aide d’antibiogrammes. Le principe d’un antibiogramme est le suivant : des colonies de bactéries sont mises en culture sur un milieu nutritif. Puis des pastilles d’antibiotiques sont déposées. Enfin, on laisse incuber quelques jours avant de lire les résultats. Ainsi, l’application d’un antibiotique sur une population bactérienne détruit les souches sensibles, laissant apparaître un disque noir. Les résultats pour l’un des prélèvements réalisés en 1979 sont les suivants : 1) dépôt des pastilles d'antibiotique 2) quelques jours plus tard ... Antibiotiques testés : 1 Ampicilline, 2 Streptomycine, 3 Témoin sans antibiotique, 4 Chloramphénicol, 5 Tétracycline d’après : Évolution de l’antibiorésistance bactérienne dans des élevages avicoles. E. chaslus-dancla et al. 1979. 19EATSMLR1 Page 9/11 Document 3b : Utilisation des antibiotiques et évolution des résistances bactériennes En 2002, les laboratoires de l’AFSSA (Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments) de Lyon et de Ploufragan ont publié une étude témoignant de l’état des résistances d’une souche d’E. coli aux antibiotiques plus récemment utilisés, comme le Ceftiofur, dans les élevages avicoles. Ces résultats sont reportés dans le tableau ci-dessous (colonne de droite) et sont mis en relation avec ceux du doc 3a (colonne du milieu). Tableau des pourcentages de souches résistantes dans certains élevages 1979 INRA (doc 3a) 2002 AFSSA Chloramphénicol 100% N’est plus utilisé Tétracycline 28% 94% Ceftiofur Non utilisé 0% Amoxicilline Non utilisée 36,5% d'après Sciences et techniques avicoles Avril 2004 – N°47. E JOUY et al. Document 3c : Évolution des proportions de souches d’E. coli résistantes au Ceftiofur dans différentes filières de production en France Source : Bulletin épidémiologique santé animale alimentation - Spécial Antibiotiques et Antibiorésistances - Novembre 2012/numéro 53 19EATSMLR1 Page 10/11 Document 4 Document 4a : Séquençage d’un gène bactérien Brin transcrit du gène SHV-1 de bactérie sensible au Ceftiofur AGTTTTTACCTAGTCATC---- Brin transcrit du gène NDM-1 de bactérie résistante au Ceftiofur AGTTTTTACCTAGCCATC---- Document 4b : Tableau du code génétique 2ème ° nucléotide U C A G 1er ° n u c uploads/s1/ ecologie-agronomie-et-territoires.pdf