Baccalauréat Blanc- SVT CPF mardi 5 mars 2013
Epreuve des Sciences de la Vie et de la Terre
Série S
Sujet des élèves suivant uniquement l’enseignement spécifique
Durée de l’épreuve 3h30
Coefficient 6
Le sujet comprend 4 pages
L’usage des calculatrices n’est pas autorisé,
Vous commencerez chaque sujet en haut d’une nouvelle page.
Vous ferez le sujet de spécialité sur une feuille séparée.
Baccalauréat Blanc- SVT CPF mardi 5 mars 2013
1ère PARTIE : Restitution des connaissances (8 points).
Thème 3-A : Le maintien de l’intégrité de l’organisme :
Quelques aspects de la réaction immunitaire
Un camarade s’est blessé lors d’une chute. Quelques jours plus tard, il a mal, sa plaie est gonflée, rouge, purulente, il
consulte un médecin. Celui-ci après avoir bien nettoyé sa plaie, lui donne un médicament anti-inflammatoire. Votre
camarade ne comprend pas la prescription du médecin : « pourquoi dois-je prendre un médicament puisque je ne suis
pas malade ! » vous dit-il.
Expliquez à votre camarade les mécanismes immunitaires mis en jeu et l'intérêt, dans ce cas, de prendre un
anti-inflammatoire.
Des schémas explicatifs sont attendus
2ème PARTIE - Exercice 1 - Pratique des raisonnements scientifiques (3points).
Thème 3B : Motricité et plasticité cérébrale
Réorganisation cérébrale des régions motrices après une greffe des deux mains
Le 13 janvier 2005, cinq ans jour pour jour après sa double greffe de mains, Denis Chatelier ne regrette rien. Amputé
suite à l'explosion d'une fusée artisanale, Denis Chatelier est le premier patient au monde à vivre avec les mains d'un
autre.
À partir de l'étude des documents et de leur mise en relation expliquez en quoi cet exemple témoigne de la
plasticité cérébrale.
Document 1 : La transplantation et ses suites
Lors de la transplantation, les chirurgiens ont réalisé des sutures microchirurgicales des vaisseaux sanguins des
greffons et des moignons. Ils ont également réalisé une suture des nerfs et des tendons.
Les examens spécialisés ont mis en évidence un retour progressif de la sensibilité atteignant l'extrémité des doigts du
côté droit en 12 mois et du côté gauche en 5 mois. Il s'agissait d'une sensibilité dite de protection, au chaud-froid, à la
piqûre, à la pression. La reconnaissance tactile des formes et de la texture des objets, hors du champ visuel, s'est
développée progressivement.
La motricité liée aux muscles des moignons s'est développée progressivement. Les muscles du greffon se sont
activés entre le 9e et 12e mois, les électromyographies confirmant leur réinnervation. Dès la première année, les
gestes utilisés par le patient pour tenir un crayon, un verre, une paire de ciseaux, se raser et prendre en charge son
hygiène personnelle sont devenus possibles. Cette amélioration s'est poursuivie régulièrement autorisant la reprise
d'une activité professionnelle en mai 2003. Aujourd'hui, il mène une vie normale.
À l'aide de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), les chercheurs et médecins ont étudié la
dynamique de la réorganisation corticale dans le cortex moteur du patient avant et après la transplantation des deux
mains. Les chercheurs se sont focalisés sur les activations du cortex moteur (M1) et leur évolution au cours du temps.
Le cortex moteur, qui contient une représentation somatotopique (représentation point par point) de notre corps, est la
région qui nous permet d'envoyer la commande motrice, et donc de bouger. Dans cette étude, les mouvements des
mains et des coudes ont été examinés.
Document 2
Cartographie du cortex moteur avant et après la greffe
a- Activations dans le cortex moteur primaire (M1)
gauche lorsque le patient réalise des
mouvements de la main droite.
b- Activations dans le cortex moteur primaire (M1)
droit lorsque le patient réalise des mouvements
de la main gauche.
Le corps est représenté dans le cerveau de manière inversée. En bleu clair, les activations obtenues lors de l'examen
effectué avant la transplantation ; en bleu, six mois après et en gris, la zone de recouvrement entre les deux
examens.
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2ème PARTIE - Exercice 2: Exploiter des documents en relation avec les connaissances.
Pratiquer une démarche scientifique (5points).
Homo floresiensis - The Hobbit
La découverte d'Homo floresiensis remonte à septembre 2003 dans une caverne de l'île de Flores, (est de Java, en
Indonésie. Les restes de sept individus ont été mis à jour : un crâne complet, sa mandibule, sa jambe droite, des
mains, des pieds, des fragments de la colonne vertébrale, du sacrum, des clavicules et des côtes... Ils sont datés
entre -12 000 et - 95 000 ans, laissant supposer une occupation continuelle de l'île pendant cette période. Les
ossements les plus complets sont ceux d'une femme âgée de 30 ans (LB1, "EBU") dont la taille est estimée
à seulement un mètre. Son squelette est daté de - 18 000 ans…/…
http://www.hominides.com/html/ancetres/ancetres-homo-floresiensis.php
A partir des informations et de vos connaissances expliquez pourquoi les découvreurs des fossiles de
« l’homme de Flores » proposent de créer une nouvelle espèce nommée Homo floresiensis. Préciser
comment vous pouvez situer cette nouvelle espèce dans l’arbre phylogénique proposé.
Document à compléter :
Arbre phylogénique de la lignée homo depuis 150000 ans.
Pan
H. sapiens
âge (106 ans)
0
H. neandertalensis
-1
A. boisei
A. robustus
H. erectus
-2
H. ergaster
-3
A. afarensis
A. anamensis
-4
-5
-6
??
-7
Toumaï
Document 1 : caractères du fossiles LB1 trouvé sur l’île de
Florès.
La photo ci-dessous montre le crane de l’Homme de Florès,
d’homo sapiens moderne.
Trou occipital centré, Os de la boite crânienne épais, volume
cérébral de 380 cm 3
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Document 2 : outils associés aux fossiles découverts,
pointe, poinçon ; lame
Document
3:
Reconstitution
3D
des
os
du
poignet
chez
le chimpanzé, Homo floresiensis et Homo
sapiens
http://www.hominides.com/html/actualites/ho
mo-floresiensis-poignet-different-sapiens69.php
Les scientifiques se sont intéressés plus
particulièrement trois petits os du poignet qui
ont été étudié : le trapézoïde, le scaphoïde et
le grand-os.
Les chercheurs sont partis du constat que
l'homme moderne (Homo sapiens) et son
proche cousin Néanderthal avaient en
commun des os du poignet semblables. Et
que cette même partie du corps était très
différente de ceux des grands singes actuels
ou d’ancêtres tels que les Australopithèques
ou Homo
habilis.
L'analyse en 3 dimensions montre que les os
du poignet ne ressemblent en rien à ceux
d'Homo sapiens alors qu'ils sont presque
indistingables de ceux des grands singes
actuels ou d'autres membres du genre Homo !
Document 4 : données relatives aux Australopithèques, Homo sapiens, Homo néanderthalis et homo erectus.
Australopithèques
Homo sapiens
Homo
néanderthalis
Homo erectus.
-4.4 à 1 Ma
- 200 000 ans
-300 000 ans
-1.6 Ma à -150 000
ans
Epais
Fins
Epais
Epais
400 à 500 cm3
1300 à 1500 cm 3
1500 à 1700 cm3
800 à 1200 cm3
1 m à 1.3 m
1.60 m à 1.80 m
1.50 m à 1.70 m
1.60 m à 1.80 m
Outils
inconnus
Très finement taillés
Outils et matériaux
diversifiés
Bifaces finement
taillés
Outils très
diversifiés
(racloir, pointes)
Eclats retaillés
bifaces
Maîtrise du feu
non
oui
oui
oui
Périodes
Os de la boite
crânienne
Capacité
crânienne
Taille
http://www.universcience.tv/video-bilbo-le-hobbit-homme-de-flores--5397.html
http://www.youtube.com/watch?v=uxF2cKOB200
http://www.dailymotion.com/video/x7ltbm_l-homme-de-flores-3x3_tech#.USOnBaW-2So
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1ère PARTIE : Restitution des connaissances (8 points).
Thème 3-A : Le maintien de l’intégrité de l’organisme :
Quelques aspects de la réaction immunitaire
Le sujet est clairement présenté et compris
Question clairement énoncée et respectée :
Je vais t’expliquer l’intérêt pour toi de prendre des antiinflammatoires.
Problématique posée par le sujet comprise :
Ta plaie témoigne d’une rupture des barrières physiques qui protège l’intégrité de ton organisme.
Son gonflement, sa rougeur et sa purulence montre que ton système immunitaire a déjà réagi pour éliminer
l’infection en déclenchant en particulier une réaction inflammatoire.
Le médecin a prescrit des antiinflammatoires afin d’estomper les symptômes de cette réaction innée sans pour
autant empêcher ton système immunitaire adaptatif d’éliminer les antigènes encore présents dans ton organisme.
Qu’est que la réaction inflammatoire ?
Les mécanismes immunitaires mis en jeu et leur intérêt dans l’arrêt de l’infection.
Connaissances exigée, voir 1, réaction inflammatoire http://svt.cpf.edu.lb/mapage45/index.html
N.B : La purulence = le pus est composé de leucocytes, débris cellules mortes témoin de la lutte contre un agent
antigénique.
Qu’est qu’un anti inflammatoire ?
Connaissances exigées, voir correction 13-ts-3a1-immunit-inn-e-tp-n-18.docx
Molécules qui bloquent la sécrétion des messagers chimiques, déclencheurs de l’inflammation.
Que se passe-t-il si on arrête la réaction inflammatoire alors que l’infection n’est pas entièrement maitrisée ?
La phagocytose (réaction innée) en formant des cellules présentatrices d’antigènes, a permis de déclencher la
réponse adaptative, qui continue dans le milieu intérieur et intracellulaire à lutter contre l’infection.
Schémas attendus :
Réaction inflammatoire avec libération des messagers
chimiques et symptômes.
Phagocytose (limite du sujet).
1i.
Action
de
l’antiinflammatoire.
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2ème PARTIE - Exercice 1 - Pratique des raisonnements scientifiques (3points).
Thème 3B : Motricité et plasticité cérébrale
Réorganisation cérébrale des régions motrices après une greffe des deux mains
Question à résoudre clairement énoncée dans l’introduction et respectée dans la suite
Problématique posée par le sujet comprise :
- termes du sujet compris et définis
- annonce de la résolution de la problématique dans l’introduction
La greffe réussie des deux mains de Denis Chatelier témoigne de la plasticité cérébrale. Ici la capacité pour le
cerveau de Denis Chatelier de développer les aires corticales nécessaires au contrôle moteur des mains d’un
autre.
Organisation de la réponse sous forme d’un argumentaire (présence de connecteurs logiques : « donc »,
« parce que »…), argumentaire ne se limitant pas à l’énoncé des connaissances mais s’appuyant sur des
faits, des expériences, des observations…
Lors de la transplantation, les chirurgiens ont réalisé une suture des nerfs réussie puisque les examens
spécialisés ont mis en évidence un retour progressif de la sensibilité des doigts.
Le développement progressif, entre le 9e et 12e mois, de la motricité liée aux muscles des moignons témoigne
comme l’électromyographie leur réinnervation, donc de la connexion nerveuse entre les bras et les muscles
des mains greffées.
Cette connexion physique réussie, par les fibres nerveuses suturées, entre les muscles des mains et le
cerveau et la stimulation sensitive a permis le développement de nouvelles aires corticales.
En effet on observe sur les IRMf une modification des aires motrices primaires.
Avant la transplantation (en bleu claire) elles sont minimales. On observe même un dimorphisme entre les
hémisphères gauche et droit plus développé. La rééducation et donc la stimulation du cortex par les
informations venues des nouvelles connexions établies avec les mains greffées ont déclanché un
développement progressif (gris puis bleu foncé) des aires motrices dédiées au contrôle des doigts et des
coudes.
Les neurones moteurs activés assurent petit à petit la récupération de la motricité des nouvelles mains.
Le cortex de Denis Chatelier a donc développé de nouvelles aires corticales dédiées au fonctionnement des
muscles des mains greffées. Cette capacité du cortex à retrouver des fonctions perdues ou en établir de
nouvelles témoigne de sa plasticité.
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2ème PARTIE - Exercice 2: Exploiter des documents en relation avec les connaissances.
Pratiquer une démarche scientifique (5points).
Homo floresiensis - The Hobbit
Les caractéristiques des squelettes découverts en 2003 dans une île proche de Java ne permettent pas de
classer « l’homme de flores » parmi les espèces d’homininés déjà décrites. Les chercheurs proposent de
créer une nouvelle espèce nommée Homo floresiensis.
1- Homo florensis appartient au genre homo.
En effet le genre Homo regroupe l'Homme actuel et quelques fossiles avec lesquels
il partage un
certain nombre de caractères évolutifs exclusifs.
Le crane du fossile LB1 comme celui d’homo sapiens moderne (doc.1) se caractérisent notamment par une
face réduite. Le trou occipital centré témoigne de l aposition du crâne à la verticale de la colonne vertébrale
et donc d’une bipédie achevée qui conditionne toute l'architecture du squelette.
La maitrise du feu (doc.4), la réalisation d’outils divers (doc. 2) comme des pointes ou des poinçons
montre qu’il développe des capacités supérieures à homo erectus (éclats retaillés ou bifaces).
Enfin, l’époque à laquelle il occupe l’ile de Flores, c’est-à-dire au minimum à partir de -95000 ans, fait de lui
un contemporain d’homo Néanderthalis et d’homo sapiens.
L’homme de Flores partage donc avec ses contemporains les caractères évolutifs qui le place sans aucun
doute dans le genre homo.
2- Homo florensis : une nouvelle espèce.
Certains caractères ancestraux observés sur les fossiles ne permettent pas de le classer dans les espèces
d’homo déjà décrites. En effet il partage avec Australopithèque un faible volume cérébral (380 cm 3) et une
taille (1m) réduite.
Ses os du poignet (trapézoïde notamment, doc.3) ressemblent à ceux des plus anciens fossiles de la lignée
humaine : homo habilis et australopithèque.
3- Sa place dans l’arbre buissonnant de la lignée humaine.
En tenant compte uniquement des caractères présentés ici, on peut supposer que l’ancêtre d’homo florensis,
s’est séparé il y a plus de 2.5 Ma, de la lignée des homo. Cette divergence se situe entre la branche des
Australopithèques et celle des homo erectus.
Sa migration, suivie de son isolement géographique sur les îles indonésiennes, lui aurait donc permis de de
garder certains caractères ancestraux : volume cérébral, taille, os du poignet, os du crâne épais. Mais il aurait
développé, parallèlement à l’autre lignée homo, des outils sophistiqués et la réduction de la face.
Mais !!!!!
Ou sont ses ancêtres ? Homo érectus et homo ergaster constituent les deux espèces colonisatrices connues
sorties d’Afrique il y a 1Ma. Quand et comment homo florensis est-il parvenu à Java ? Comment peut-il
développer des capacités manuelles aussi importantes avec un si petit volume cérébral?
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Document à compléter :
Arbre phylogénique de la lignée homo depuis 150000 ans.
Caractères évolutifs
① bipédie complète, maitrise du feu et fabrication d’outils
② augmentation de la taille et du volume crânien, modification des os du poignet
③ fabrication des outils finement taillés
④ os de la boite crânienne fins
Pan
H. sapiens
âge (106 ans)
0
④
H.florensis
H. neandertalensis
-1
③
③
A. boisei
A. robustus
H. erectus
-2
H. ergaster
-3
②
①
A. afarensis
A. anamensis
-4
-5
-6
??
Toumaï
-7