Bac S – Sujet de Métropole septembre 2016
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Bac S – Sujet de Métropole septembre 2016 1ère PARTIE : (8 points). Le domaine continental et sa dynamique. Contexte géologique de l’Amérique centrale Expliquer comment le contexte de subduction peut être à l’origine de la formation de nouvelles roches continentales. Votre réponse doit être présentée sous forme d’un seul schéma intégrant les données géologiques et géographiques de la région présentée. 2ème PARTIE – Exercice 1 (3 points). Maintien de l’intégrité de l’organisme. À partir de l’étude du document, cocher la bonne réponse dans chaque série de propositions. Document : Il existe une lignée de souris mutantes dites souris scurfy. Elles présentent de nombreuses lésions cutanées. D’après Eva N. Hadaschik et al. Arthritis and Therapy, 2015 http://lewebpedagogique.com/bouchaud17_TS_MetropoleSept2016.docx 1 1- La comparaison des photographies 1 et 2 permet de mettre en évidence : ☐ une modification des tissus de la peau marquée par une infiltration de liquide chez la souris scurfy, ☐ une modification des tissus de la peau marquée par une infiltration de liquide chez la souris sauvage, ☐ qu’il n’y a aucune modification chez la souris scurfy, ☐ une inflammation chez les souris sauvages. 2- La fluorescence visible au niveau de la photographie 3 met en évidence la présence : ☐ d’anticorps anti-virus dans le derme et l’épiderme de la souris sauvage, ☐ d’anticorps anti-virus dans le derme et l’épiderme de la souris scurfy, ☐ d’anticorps anti-cellule de souris dans le derme et l’épiderme de la souris sauvage, ☐ d’anticorps anti-cellule de souris dans le derme et l’épiderme de la souris scurfy. 3- La mutation des souris scurfy serait à l’origine d’un système immunitaire : ☐ déficient car il ne produit pas d’anticorps, ☐ déficient car il est auto-réactif, ☐ déficient car il ne produit pas de cellule de l’immunité, ☐ non déficient car il présente une immunité efficace. 2ème PARTIE – Exercice 2. 5 point. Génétique et évolution. De la diversification des êtres vivants à l’évolution de la biodiversité L’ours polaire, Ursus maritimus, et le grizzly, Ursus arctos, sont classiquement vus comme deux espèces à part entière. Cependant des faits récents posent question. À partir des informations des documents et de vos connaissances, argumenter l’une et l’autre des hypothèses suivantes : – le grizzly et l’ours polaire sont deux espèces différentes récemment séparées. – le grizzly et l’ours polaire constituent deux populations d’une même espèce. Document 1 : Tableau comparatif Ursus arctos (grizzly) et Ursus maritimus (ours polaire) Ours Caractéristiques Pelage Dimension Tête et corps Hauteur au garrot Membres Régime alimentaire Milieu de vie Période d’accouplement Hibernation Ursus arctos d’Amérique du Nord (Grizzly) Brun 1,7 à 2,8 m Ursus maritimus (Ours polaire) Blanc 1,8 à 3 m 0,9 à 1,5 m 1 à 1,6 m Griffes non rétractiles longues. Doigts non palmés Omnivore Forêt, zone côtière, montagne Mai à juillet Griffes non rétractiles courtes. Doigts partiellement palmés Carnivore De décembre à mi-mars Banquise Avril à juin Seules les femelles gestantes hibernent D’après ac-nantes.fr Document 2 : Des cas d’hybridation naturelle Lors de recherches menées au Canada et au nord de l’Alaska, des ours présentant des caractéristiques mixtes des ours polaires et des grizzlys, ont été observés. L’investigation génétique sur quatre de ces individus a montré : – un patrimoine génétique constitué à 50% du génome de grizzly et à 50% du génome d’ours polaire pour trois cas, – un patrimoine génétique constitué à 75% du génome d’ours polaire et 25% du génome de grizzly pour un cas. http://lewebpedagogique.com/bouchaud17_TS_MetropoleSept2016.docx 2 Document 3 : Allèles partagés par les grizzlys, ours polaires, ours noirs pour les gènes dits SNP (A) et la famille de gènes SAP (B) [en nombre d’allèles] L’ours noir d’Amérique du Nord, sert ici d’extra groupe D’après Webb Miller et al., PNAS 2012 Document 4 : Répartition des populations des ours polaires et des grizzlys en Amérique du Nord D’après boundless.com http://lewebpedagogique.com/bouchaud17_TS_MetropoleSept2016.docx 3 Correction brève. 1ère PARTIE : (8 points). Le domaine continental et sa dynamique. Le sujet est simple, et ne demande qu’un schéma adapté au contexte local. Voici un infâme croquis qui doit vous inspirer (le prévoir plus gros, et en couleur). 2ème PARTIE – Exercice 1 (3 points). Maintien de l’intégrité de l’organisme. Sujet sans difficulté, puisqu’il suffit de comprendre les données expérimentales et de savoir lire. 1- La comparaison des photographies 1 et 2 permet de mettre en évidence : une modification des tissus de la peau marquée par une infiltration de liquide chez la souris scurfy, 2- La fluorescence visible au niveau de la photographie 3 met en évidence la présence : d’anticorps anti-cellule de souris dans le derme et l’épiderme de la souris scurfy. 3- La mutation des souris scurfy serait à l’origine d’un système immunitaire : déficient car il est auto-réactif 2ème PARTIE – Exercice 2. 5 point. Génétique et évolution. On cherche à argumenter l’une et l’autre des hypothèses présentées (comme ce n’est pas l’une ou l’autre, il faut ici trouver des arguments en faveur de chacune des deux hypothèses) : – le grizzly et l’ours polaire sont deux espèces différentes récemment séparée (= H1). – le grizzly et l’ours polaire constituent deux populations d’une même espèce (= H2). En préambule, voici les notions qu’il faut forcément maîtriser, et qui doivent servir pour la résolution du problème. Apport des connaissances nécessaires pour la résolution du problème : - Population : groupe d’organismes de la même espèce occupant une région géographique particulière (ils se reproduisent majoritairement entre eux). - Une espèce peut être considérée comme une population d’individus suffisamment isolés génétiquement des autres populations pour constituer un ensemble. - Spéciation : formation de nouvelles espèces au cours de l’évolution. - Définition typologique (morphologique) de l’espèce : définition fondée sur des ressemblances morphologiques. - Définition biologique de l’espèce fondée sur la reproduction : croisements possibles (interfécondité) et descendance fertile (= flux génétique possible donc pas d’isolement reproducteur). http://lewebpedagogique.com/bouchaud17_TS_MetropoleSept2016.docx 4 Voici quelques arguments possibles dans le sens des deux hypothèses Document 1. H1 Différences morphologiques : couleur du pelage, taille, griffes non rétractiles longues ou courtes, doigts non palmés ou palmés), régime alimentaire, milieu de vie, périodes d’accouplement, hibernation. Ces caractéristiques recoupent les deux définitions de l’espèce = suffisamment de différences pour en faire deux espèces à part entière. Les milieux de vie très différents vont aussi à l’encontre de la notion de population. H2 Pas de réels arguments dans le sens de cette hypothèse dans le premier document. Document 2. - On retrouve dans certaines régions des ours présentant des caractéristiques mixtes (= hybrides) prouvant que la reproduction semble possible (avec des rapports 50/50 ou 75/25). Les rapports 50/50 indiquent que les deux parents sont un grizzly et un ours polaire. Les rapports 75/25 que les hybrides semblent fertiles. - Si l’on s’en tient à la définition biologique de l’espèce, ce serait alors deux populations d’une même espèce. Cela va dans le sens de l’hypothèse H2 (pas d’isolement reproducteur). Document 3. Un document pas facile à manier. La notion d’extra groupe est à la limite du programme. On la retrouve notamment en phylogénie pour enraciner les arbres. - Pour les gènes « SNP » : 8 131 633 allèles sont partagés par les trois ours, 3 690 663 par les ours polaires et grizzly, 2 967 378 sont propres aux ours polaires et 5 902 610 sont propres aux grizzlys. - Pour les gènes « SAP », 8 440 sont partagés par les ours polaires et grizzly, 5 182 sont propres aux ours polaires et 7 003 sont propres aux grizzlys. - Il semble donc exister une forte proximité génétique entre ces deux ours (ils sont plus proches entre eux qu’ils ne le sont avec l’ours noir). Cela va dans le sens de H2. A noter, pour les SNP : « Les SNP (Single Nucleotide Polymorphism) constituent la forme la plus abondante de variations génétiques dans le génome humain. Ils représentent plus de 90% de toutes les différences entre individus. C'est un type de polymorphisme de l'ADN dans lequel deux chromosomes diffèrent sur un segment donné par une seule paire de bases. » Document 4. On apprend ici que les aires de répartition des deux ours se chevauchent partiellement à la limite nord du continent nord-américain. Cela peut expliquer les éventuelles hybridations (périodes d’accouplement se chevauchant partiellement, voir document 1) et proximités génétiques constatées. Cela va dans le sens de l’H2. Conclusion. - Document 1 plutôt en faveur de H1 (différences morphologiques, périodes de reproduction…). - Documents 2 à 4 plutôt en faveur de H2 : pas d’isolement reproducteur total, proximité génétique, aires de répartition se chevauchant partiellement. http://lewebpedagogique.com/bouchaud17_TS_MetropoleSept2016.docx 5
