Exercices de SVT : Micro-organismes et santé

Le tube digestif humain est colonisé par une immense communauté de micro-organismes appelée microbiote. On estime qu'un adulte possède environ $10^{14}$ bactéries, pour une masse totale proche de $2$ kg. Ces micro-organismes ne sont pas pathogènes, mais assurent des fonctions vitales. Parmi elles, la dégradation de certaines fibres alimentaires complexes non digestibles par nos enzymes humaines, afin de produire des nutriments essentiels comme les acides gras à chaîne courte (AGCC).

Lors d'une infection par la bactérie $Streptococcus\ pneumoniae$, le système immunitaire réagit. Dans le sang d'un patient, la concentration d'anticorps spécifiques (immunoglobulines de type $IgG$) passe d'une valeur proche de $0\ mg/L$ avant l'infection à une valeur de $150\ mg/L$ dix jours après l'exposition. Expliquez le mécanisme biologique permettant cette augmentation et calculez le taux d'accroissement moyen journalier de la concentration en $IgG$ sur cette période de $10$ jours.

Dans un laboratoire de microbiologie, on étudie une souche de la bactérie Staphylococcus aureus (souche $S_1$). On place des disques imprégnés d'un antibiotique, la pénicilline, sur une boîte de Pétri ensemencée. Après $24$ heures à $37$ °C, on mesure un diamètre d'inhibition de $0$ mm autour du disque. Parallèlement, une souche témoin ($S_2$) présente un diamètre d'inhibition de $25$ mm. Sachant que la concentration minimale inhibitrice (CMI) de la pénicilline pour cette espèce est normalement de $0{,}5$ $mg/L$, expliquez le mécanisme biologique permettant à la souche $S_1$ de survivre en présence de l'antibiotique, sachant qu'elle produit une enzyme nommée pénicillinase capable de dégrader le cycle $C_8H_{11}N_2O_4S$ de la molécule.