Correction épreuve de SVT série S 2015
PARTIE I - (8 points)
Enjeux planétaires contemporains. Géothermie et propriétés thermiques de la
Terre
SYNTHÈSE (5 points)
Dans certaines régions du globe, l’énergie géothermique est exploitée par l’humanité
pour couvrir une partie de ses besoins énergétiques.
Préciser l’origine de l’énergie interne de la Terre, présenter ses modes de
transfert vers la surface et expliquer pourquoi certaines zones du globe sont
favorables à son exploitation géothermique.
En introduction : parler des notions de gradient géothermique (augmentation de
la température des roches avec la profondeur) et du flux géothermique (libération
de l’énergie interne à la surface de la Terre). Parler des différentes géothermies
(haute énergie et basse énergie)
Une Origine :
L’énergie interne a pour origine principale la désintégration radioactive de
certains isotopes des roches. C’est surtout le manteau qui en produit une grande
partie car il représente un volume important du globe
Des Mécanismes :
La chaleur peut ensuite être transmise par deux modes :
- la conduction (transfert de chaleur sans déplacement de matière)
- la convection (transfert de chaleur par déplacement de matière) : des masses de
matière se déplacent en formant des cellules de convection. C’est le mode de
transfert de chaleur le plus efficace.
Des zones favorables à son exploitation :
La conduction est surtout à l’œuvre à l’interface manteau lithosphère, mais
certaines zones présentent un flux géothermique plus importants du fait de la
convection sous-jacente : les rifts (Islande), les régions volcaniques, et dans une
moindre mesure les bassins d’effondrement (alsace)
Enjeux planétaires contemporains. La plante domestiquée
QCM (3 points)
1- La sélection exercée par l’Homme sur les plantes cultivées est un
processus :
Réalisé au départ à partir d’espèces sauvages ?
2- Des plantes possédant des nouvelles propriétés peuvent être obtenues par :
Le croisement de variétés différentes et homozygotes pour obtenir des hybrides
hétérozygotes,
3- La transgénèse consiste à :
Introduire dans le génome de la plante un ou plusieurs gènes provenant d’une autre
espèce,
PARTIE II - EXERCICE 1 (3 points)
Génétique et évolution
Document 1 : on observe de plus grosses taches sombres sur les pétales de la
variété « spring »
Document 2 a : si pour les femelles de Megapalpus capensis il ne semble pas y
avoir de différences entre les deux variétés (elle viennent pour plus de 90 % des
cas visiter l’inflorescence pour y prendre de la nourriture), on observe une vrai
différence pour les mâles qui ne montre un comportement d’accouplement que
sur les tâches sombres de la variété spring (70 % des visites des mâles sont
suivies par ce comportement).
Document 2 b : un insecte qui est posé sur une tâche sombre est recouvert de
pollen,
Document 3 : le nombre d’inflorescence visitée par un insecte (apportant avec lui
du pollen) provenant d’une autre inflorescence donc qui permet une fécondation
croisée est seulement proche de 1 pour la variété okiep que ce soit par des ou des
femelles.
Par contre chez la variété spring ce nombre d’inflorescence déjà plus élevé chez
les femelles (proche de 1.5 inflorescences) l’est de manière très importante par
les mâles (entre 3.5 et 4 inflorescences).
Conclusion : la variété okiep avec ses tâches sombres plus petites n’attire les
mâles de Megapalpus capensis que pour se nourrir, alors que la variété spring les
attire davantage pour leur reproduction, ils ont donc tendance à visiter beaucoup
plus d’inflorescence (comparativement aux femelles) et comme ils transportent
du pollen accroché sur leur corps, cela augmente les fécondations croisées pour
ces variétés, favorisant ainsi leur reproduction.
PARTIE II - EXERCICE 2 - Enseignement obligatoire (5 points)
La formation de l’Himalaya Selon le modèle actuel, la collision continentale se
réalise après disparition par subduction de la lithosphère océanique. La
subduction concerne aussi l’essentiel de la lithosphère continentale qui est
entraînée par la lithosphère océanique.
Retrouver à partir des documents des arguments qui valident la subduction de
lithosphère océanique et de lithosphère continentale.
La subduction est un phénomène consécutif à la convergence de 2 lithosphères :
Dans le DOCUMENT 1, on observe les conséquences de ces mouvements de
convergence : nombreux chevauchements (orientés grossièrement est-ouest)
donc
convergence entre 2 plaques, une au Nord et une au Sud, les chevauchements indiquent
que la plaque Sud passe sous la plaque Nord.
On observe aussi au Nord des chevauchements d’abord des sédiments marins qui
montre un dépôt au fond d’un océan qui précédent des ophiolites : Les ophiolites
correspondent à une ancienne lithosphère océanique (constituée de péridotite
serpentinisée de gabbro plus ou moins métamorphisés et enfin de basalte présentant
des formes de pillow lavas). Cela confirme la fermeture d’un océan (disparition
lithosphère) lors la subduction, nous sommes donc au stade de collision continentale.
A l’arrière (au Nord), on observe des granites qui ont pour origine la fusion du manteau
sous l’effet de l’hydratation entrainée par une lithosphère en subduction, Les magmas
ainsi formés remontent vers la surface et certains s’accumulent dans des chambres
magmatiques ou leur cristallisation est à l’origine d’une roche grenue.
Dans le document 2 : , la tomographie sismique réalisée du Nord au Sud dans
l’Himalaya montre des vitesses des ondes anormalement rapide (en bleu) formant une
« bande de 100 km d’épaisseur » qui plonge en profondeur de manière presque verticale
jusqu’à 600 km allant même jusqu’à effectuer un retournement. Il s’agit d’un matériaux
froid et cassant (comme le montre des séismes disposés selon un plan presque verticale
jusqu’à presque 250 km) : c’est la lithosphère.
Le document 3 montre l’observation au microscope de coésite qui d’après le document
4 se forme dans des zones de hautes température et pression à partir du quartz
(métamorphisme), donc cela montre que le quartz contenu dans la roche de la
lithosphère continentale (granitoïde) a bien subit un enfouissement important (au
moins 80 à 100 km) : la lithosphère continentale est donc bien entrainée en subduction.
PARTIE II - EXERCICE 2 - Enseignement de spécialité (5 points)
Énergie et cellule vivante
L’inflorescence d’arum présente une particularité remarquable. Lorsque les fleurs mâles
produisent du pollen, une brutale élévation de température se produit dans
l’inflorescence provoquant l’émission de substances volatiles qui attirent les insectes
pollinisateurs.
À partir des informations extraites des documents et de vos connaissances,
identifier et décrire le mécanisme expliquant la brutale production de chaleur
chez l’arum.
Doc 1 : on observe une élévation importante dans le « spadice » (jusqu’à 50°C à la base
du spadice).
Doc2 : lorsque la température augmente on observe une augmentation proportionnelle
de la quantité de CO2 produit dans l’inflorescence. Donc c’est un mécanisme qui semble
être à l’origine d’un rejet de CO2.
Doc3 : Quand on mesure la quantité d’amidon dans l’inflorescence, on observe qu’elle est
maximum avant la production de chaleur puis qu’elle diminue linéairement au moment
de la production de chaleur.
Pour le quantité de O2, celle-ci n’est importante que lors de la libération de chaleur
.Donc ce mécanisme semble consommer de l’amidon et du dioxygène et avoir pour
« déchet » du CO2.
Doc 4 : l’organite présenté est une mitochondrie, l’organite qui permet la respiration
cellulaire. On s’aperçoit que son abondance relative est très importante juste avant et
pendant la libération de chaleur
Conclusion : Le mécanisme impliqué dans la libération de chaleur est la
respiration :
L’amidon est transformé en glucose qui va alors subir la glycolyse dans le
cytoplasmes des cellules de l’inflorescence, on obtient 2 pyruvates qui vont alors
subir dans la mitochondrie des transformations par le cycle de krebs à l’origine
du rejet de CO2. Puis les composés réduits formés lors de la glycolyse et du cycle
de krebs vont céder leurs électrons à la chaînes d’oxydo-réduction présente dans
la membrane interne des mitochondries ce qui permettra de produire de l’énergie
(sous forme d’ATP) à l’origine de la libération de chaleur.
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