Classe NOM : : Jeudi 30 avril 2009 Sciences de la Vie et de la Terre. Devoir commun. I. Exercice 1 : 8 points. L’Euglène est un algue verte unicellulaire flagellée qui peut être cultivée dans différents milieux liquides, à la lumière ou à l’obscurité. Document 1 : Eulène placée à la lumière (microscopie électronique) Milieu 1 Eau, phosphate de potassium, chlorure de calcium, phosphate d’ammonium, sulfate de magnésium, fer, zinc, cobalt, manganèse, vitamine B12, nitrate de calcium. Les Euglènes sont vertes, vivent et se multiplient activement. Les Euglènes meurent rapidement. Milieu 2 Eau, phosphate de potassium, chlorure de calcium, phosphate d’ammonium, sulfate de Composition du milieu magnésium, fer, zinc, cobalt, manganèse, de culture vitamine B12, nitrate de calcium, glucose ou acide lactique. Les Euglènes sont vertes, vivent et se Lumière multiplient activement. Les Euglènes, incolores, vivent et se Obscurité multiplient activement. Document 2 : Résultat des cultures d’Euglènes placées dans des conditions différentes pendant plusieurs jours. 1. Après avoir complété la légende du document 1, comparez la composition des deux milieux de culture. 2. A partir de l’exploitation du document 2, déterminez les conditions nécessaires au développement des Euglènes. 3. Définissez l’autotrophie et l’hétérotrophie. 4. Montrez que les Euglènes peuvent être autotrophes et hétérotrophes. Justifiez. II. Exercice 2 : 12 points. On étudie le lien entre la consommation en dioxygène lors d’efforts physiques d’intensité croissante et le volume d’éjectin systolique, ainsi que le lien entre cette consommation et la fréquence cardiaque chez trois types d’individus : - Type 1 : athlètes d’endurance bien entraînés ; - Type 2 : lycéens sédentaires ayant subi 55 jours d’entraînement ; - Type 3 : lycéens sédentaires. Fréquence cardiaque (batt.min-1) Type 1 Type 2 Type 3 60 0,6 0,4 90 1,8 1 0,5 120 3 1,6 0,8 150 4,2 2,2 1,1 190 5,6 3,5 2,4 Tableau : Mesures de la consommation de O2 selon le rythme cardiaque. Les individus de type 3 ont une fréquence cardiaque au repos de 85 batt.min-1. Graphique : Variation du volume d’éjection systolique en fonction de la consommation en dioxygène. 1. Tracez le graphique de la fréquence cardiaque en fonction de la consommation de O 2 pour les trois types d’individus. Analysez ce graphique. 2. Décrivez l’évolution du volume d’éjection systolique chez un lycéen sédentaire sans entraînement en fonction de l’intensité d l’effort. 3. Comparez cette évolution avec celle d’un athlète d’endurance bien entraîné. 4. Déterminez les effets de l’entraînement sur la fréquence cardiaque et le volume d’éjection systolique. 5. Présentez un tableau des valeurs de la fréquence caridaque et du volume d’éjection systolique pour les trois types d’individus, pour une consommation de dioxygène de 2 L.min -1. Calculez le débit cardiaque dans les trois cas. Que constatez-vous ? Expliquez. Pensez à rendre votre polycopié avec votre copie. Jeudi 30 avril 2009 Sciences de la Vie et de la Terre. Devoir commun. I. Exercice 1 : 8 points. Cytoplasme Membrane plasmique Noyau Document 1 : Eulène placée à la lumière (microscopie électronique) 2 2 2 2 8 II. 1. Le milieu 1 est composé d’éléments minéraux. Dans le milieu 2, il y a, en plus, des molécules organiques. 2. Dans un milieu minéral, les euglènes ont besoin de lumière. Dans un milieu contenant de la matière organique, les Euglènes se multiplient avec ou sans lumière. 3. Autotrophie : Capacité à se développer en transformant des éléments minéraux et de l’énergie le plus souvent lumineuse en matière organique. Hétérotrophie : Capacité à se développer en utilisant la matière organique du milieu. 4. Les Euglènes se développent dans les deux milieux. Elles sont vertes à la lumière ce qui prouve la présence de chloroplaste, organite indispensable à la photosynthèse. Ce phénomène transforme, en présence de lumière, les matières minérales en matières organiques qui seront utilisées. Elle possède aussi des mitochondries qui lui permettent d’utiliser la matière organique qu’elle fabrique (milieu 1 ou 2 avec lumière) ou qu’elle trouve dans le milieu. Elle est donc autotrophe et hétérotrophe selon les conditions du milieu rencontrées. Exercice 2 : 1. 3 Chez les individus sédentaires, lors d’un effort, la fréquence cardiaque augmente beaucoup plus rapidement que chez les individus entraînés. La consommation de O 2 reste donc relativement faible (2,4 contre 5,6 L. min-1) tout au long de l’exercice. 2 2 2 3 12 20 2. Le volume d’éjection systolique est très faible au repos (proche de 0 mL.batt -1), augmente jusqu’à 90 mL.batt-1 qui est son volume d’éjection maximal. 3. L’évolution du volume de sang éjecté au cours d’un exercice chez un individu entraîné ressemble à celle de l’individu sédentaire. Chez l’athlète bien entraîné son volume d’éjection systolique est nettement supérieur (environ 50 mL.batt-1 de plus) au repos ou à l’effort. 4. L’entraînement permet d’augmenter le volume d’éjection systolique (augmente la musculature cardiaque) et ainsi d’accroître la quantité de sang livrée aux cellules musculaires. La fréquence cardiaque, quant à elle, n’est pas modifiée. 5. Tableau : Fréquence cardiaque Volume d’éjection Débit cardiaque (L.min-1) -1 (batt.min ) systolique (mL.batt-1) Type 1 95 140 13,3 Type 2 140 100 14 Type 3 180 90 16,2 Le débit cardiaque est sensiblement le même puisque la consommation de O2 par les cellules est de 2 L.min-1. Par contre, la fréquence cardiaque est beaucoup plus faible chez un individu entraîné car son volume d’éjection systolique est plus important. Ainsi l’entraînement permettra de livrer une quantité de O2 plus importante aux muscles lorsque le cœur atteindra sa fréquence maximale ce qui améliorera les performances.