Partie 1 - SVT / S.BERNARD

SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE – Tales S – BAC BLANC 2013
(Durée 3,5 h)
Partie 1 : Maîtrise des connaissances
(sur 10 points)
Thème 3A- Corps humain et santé - 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
Partie 2 : Pratique du raisonnement scientifique et de l'argumentation
Premier exercice- (4 points) Thème 1-b- Le domaine continental et sa dynamique
On s’intéresse aux compositions minéralogiques des roches présentes dans une zone de subduction et au moteur
de la subduction (document de référence).
Document de référence : Coupe schématique dans une zone de subduction
Plaque sus-jacente
magma
Plaque plongeante
volcanisme
Point A
Manteau
On précise que le manteau est composé de péridotites et la croûte océanique de basaltes et de gabbros.
Légende :
Zone de fusion partielle de la péridotite hydratée
SV : faciès à schistes verts
SB : faciès à schistes bleus
E: faciès à éclogites roches
QUESTION :
On cherche à comprendre certains mécanismes en jeu dans les zones de subductions en exploitant les
données présentées dans les documents suivants.
Cochez la proposition exacte pour chaque question sur la feuille annexe.
Document 1 : Composition minéralogique d’un gabbro en fonction des conditions de pression et de
température
En laboratoire, on soumet des échantillons de gabbros à des conditions de pression et de température variables. Les
résultats sont présentés sur le graphique ci-dessous.
On rappelle que le gabbro, lorsqu’il se forme, contient presque
exclusivement des plagioclases et du pyroxène
Document 2 : Densités de quelques roches rencontrées dans une zone de subduction
Roches
lithosphère
asthénosphère
densité
Basaltes, gabbros
Métagabbro en faciès schistes verts
2,85
3,3
Métagabbro en faciès schistes bleus
3,4
Eclogites
Péridotites
3,5
3,25
Document 3 : Quelques caractéristiques de la lithosphère et de
l’asthénosphère
Les masses de la lithosphère océanique et de l’asthénosphère sont établies pour une colonne de surface égale à 1m 2)
Deuxième exercice- (6 points) : Thème 1-a- Génétique et Evolution
RÉSERVÉ AUX ÉLÈVES N’AYANT PAS SUIVI LA SPÉCIALITÉ
Le poil de lapin Angora, utilisé dans l'industrie textile, est beaucoup plus long que celui des autres lapins.
Les lapins de type « rex » sont, eux, dotés d'un pelage très doux.
La combinaison de ces deux caractères (angora et rex) produit une laine de grande qualité. C'est pourquoi
les scientifiques cherchent à localiser les gènes impliqués dans ces caractères.
En vous appuyant sur l'exploitation des documents, mise en relation avec vos connaissances,
montrez que la localisation chromosomique en cours de réalisation chez le lapin est cohérente avec
les résultats des croisements présentés.
Document de référence : caractéristiques des lapins (Oryctolagus cuniculus) sélectionnés :
Souche
INRA2066©
Laghmere
Phénotype
Pelage de type sauvage (poil court et peu soyeux), double
homozygote
Poil long (angora) et doux (rex), double homozygote.
Document 1 : résultats de croisements
Afin de localiser les gènes mis en jeu dans ces deux phénotypes, des familles de lapins ont été établies en
croisant deux souches, la souche INRA2066© et la souche Laghmere
Les chiffres entre parenthèses correspondent au nombre de lapins obtenus dans chaque catégorie, et ceux
en caractère gras au nombre de lapins sélectionnés pour les croisements de référence.
On note conventionnellement :
• R et r, les allèles du gène « rex »
• L et l, les allèles du gène angora
Document 2 : localisation des gènes pouvant coder le caractère rex
Afin de trouver ces gènes, les chercheurs ont regardé si des phénotypes semblables avaient été décrits
chez la souris, une espèce proche bien étudiée. Chez celle-ci, trois caractères ressemblent au pelage rex du
lapin. Les gènes correspondants sont TGFA, EGFR, KRT12. Chacun de ces gènes a donc été recherché,
chez le lapin.
Cartes partielles des chromosomes 2, 10 et 19 du lapin
Document 3 : localisation du gène pouvant coder le caractère angora
La localisation du gène responsable du caractère angora est en cours de recherche. Pour ce, les chercheurs
étudient la transmission du phénotype en relation avec celle de marqueurs génétiques ou de gènes
analogues dont la localisation est connue chez le lapin et la souris. On soupçonne une mutation du gène
FGF5 d'être à l'origine du caractère angora. Ce gène, est associé chez d'autres espèces au marqueur
INRACCDDV0288. Ce marqueur a été utilisé chez le lapin.
Localisation du marqueur INRACCDDV0288 chez le lapin
2ème PARTIE - Exercice 2(6 points) -
RÉSERVÉ AUX ÉLÈVES AYANT SUIVI LA SPÉCIALITE
Thème 1 : La Terre dans l'Univers, la vie et l'évolution de la vie /Energie et cellule vivante
Les Coraux sont des animaux qui vivent fixés. Leur corps est constitué d'une partie molle (le polype) et
d'une partie dure (le squelette) dont l'accumulation peut constituer un récif. Des observations
cytologiques ont montré que les polypes vivent en association avec des algues unicellulaires
(Zooxanthelles). Ces dernières sont localisées à l’intérieur des cellules périphériques du polype.
On cherche à comprendre le type d’association entre l'algue unicellulaire et le polype.
Après avoir mis en place un argumentaire, à votre avis de quel type d’association symbiotique
est-il question entre l’algue et l’animal au sein des récifs coralliens.
(Seule une étude appropriée de chaque document est attendue. Chaque argument devra faire référence
à un document)
Document 1 : évolution de la concentration en dioxygène au cours du temps dans un milieu contenant
des algues unicellulaires dont le métabolisme est similaire à celui des zooxanthelles
Les algues unicellulaires
ont été placées soit à
l'obscurité (zone grisée)
soit à la lumière (zone
blanche). Au début de
l'expérience, le milieu de
culture est dépourvu de
dioxyde de carbone. Puis
on ajoute une goutte d'une
solution
enrichie
en
dioxyde de carbone dans le
milieu de culture (schéma
suivant).
Document 2 : échanges entre la Zooxanthelle et le polype
On a réalisé 3 milieux contenant :
- milieu 1 : des zooxanthelles isolées dans une eau de mer filtrée enrichie en CO2 radioactif ;
- milieu 2 : des polypes associés aux zooxanthelles dans une eau de mer filtrée enrichie en CO2
radioactif ;
- milieu 3 : des polypes dépourvus de zooxanthelles dans une eau de mer filtrée enrichie en CO2
radioactif.
On localise alors la radioactivité dans les zooxanthelles et dans les cellules du polype au cours du temps
à l'obscurité et à la lumière. On étudie ensuite la nature chimique des molécules radioactives détectées
dans l'algue ou le polype. Le tableau montre les résultats obtenus.
A l'obscurité
5
A la lumière
(temps en 30
secondes)
360
détection de la
radioactivité
dans les
Zooxanthelles
isolées
du milieu 1
+
détection de la radioactivité détection de la radioactivité
dans les cellules du polype dans les cellules du polype
associées aux
dépourvues de
Zooxanthelles2
Zooxanthelles1
du milieu 2
du milieu 3
-
-
+
-
-
+
+
-
(+) : radioactivité détectée dans les diverses molécules organiques
(-) : radioactivité non détectée
1. Polypes obtenus par exposition prolongée à l'obscurité qui provoque l'expulsion des Zooxanthelles.
2. On détecte la radioactivité uniquement dans les cellules du polype après avoir expulsé les
Zooxanthelles.
Document 3 : Quelques mots de vocabulaires
«…
Association
Dans tout ce qui suit, on a considéré l'association comme étant un mode de vie régulier etinterspécifique, c'est à
dire entre des individus appartenant à des (généralement deux) espèces différentes (ce qui exclut les sociétés
animales qui n'intéressent qu'une espèce). En fonction de l'effet de l'interaction sur chacun des deux partenaires, on
distingue plusieurs types d'associations.
Symbiose, mutualisme
C'est une association stable dont les partenaires retirent un bénéfice réciproque. On distingue les symbioses
obligatoires (parfois appelées mutualisme), dans lesquelles l'un au moins des partenaires ne peut pas mener une
existence indépendante, et les symbioses facultatives (parfois appelées coopération, voire mutualisme !!!), dans les
autres cas.
NB : Chez certains auteurs, le mutualisme est une association très générale où deux organismes vivent ensemble ;
la symbiose serait alors un cas particulier de mutualisme. Pour d'autres, la symbiose couvre toutes les associations,
le mutualisme étant la forme bénéfique aux deux partenaires. Difficile de s'y retrouver !…
Carpose
Association dont un seul partenaire est bénéficiaire sans que l'autre soit pour autant spolié.
Commensalisme
Etymologiquement, le commensalisme représente une association où les partenaires "partagent la table" ; ce
partage peut être à sens unique quand l'un des participants profite des reliefs alimentaires de l'autre. Dans le milieu
subaquatique, c'est généralement cette dernière forme que l'on rencontre : l'un des participants, plus petit, se
nourrit des particules alimentaires laissées par l'autre participant plus gros, car trop petites pour qu'il puisse les
valoriser lui-même. La plupart des auteurs généralisent cette définition aux carposes, mais elle est en fait un cas
particulier de carpose (voir ci-dessus).
Phorésie
Souvent associée de commensalisme, la phorésie est le transport d'un organisme par un autre. Généralement,
l'organisme transporté se nourrit des reliefs alimentaires de son hôte. L'exemple le plus connu concerne les rémoras
qui se font transporter par des requins, des raies ou des tortues. La phorésie est généralement une carpose, mais
peut parfois revêtir un caractère de parasitisme (blessures infligées par la ventouse des rémoras sur l'épiderme des
raies).
Symphorisme
Dans le symphorisme, un organisme vit durablement fixé sur un autre qui lui sert de substrat, sans qu'il y ait
nécessairement transport. L'espèce qui est fixée sur l'autre est qualifiée d'épibionte. Le symphorisme fait
généralement partie des carposes.
Compétition
Deux espèces sont en compétition lorsqu'elles occupent la même niche écologique ; elles cherchent alors à
s'éliminer mutuellement indirectement en accaparant les ressources de la niche commune au détriment de l'espèce
concurrente.
Parasitisme
Le parasite tire obligatoirement et directement d'un autre être vivant les matériaux et l'énergie indispensable à
l'entretien et à l'édification de sa substance. L'hôte subit toujours un préjudice qui peut aller jusqu'à la mort
(l'intérêt du parasite est tout de même que l'hôte dure le plus longtemps possible pour subvenir à ses besoins …).
On distingue les ectoparasites (fixés sur l'hôte) et les endoparasites (fixés dans l'hôte).
Kühnelt (W) - Ecologie générale, Masson et Cie (1969) & Heinrich (D), Hergt (M) - Atlas de l'écologie, LGF (1993)
Doc 4 : texte explicatif sur la mise en place des coraux
« …Les récifs coralliens sont essentiellement constitués par l'exosquelette calcaire des coraux madréporiques qui
font partie des cnidaires hexacoralliaires. Certains de ces cnidaires forment une symbiose avec des algues brunes
unicellulaires de la famille des dinoflagellés : les zooxanthelles ; ils sont alors qualifiés d'hermatypiques
(constructeurs de récifs). Les pigments des zooxanthelles utilisés pour la photosynthèse (chlorophylle et
caroténoïdes) donnent leurs couleurs aux coraux. Les zooxanthelles, hébergées à l'intérieur des cellules vivantes
des polypes contribuent à un double titre au développement du corail : d'une part, elles constituent une source de
nourriture grâce à leur production de matière organique par photosynthèse, et d'autre part, elles favorisent la
formation du squelette calcaire grâce à un déplacement local de l'équilibre carbo-calcique de l'eau :
(Ca2+ + 2HCO3-)  CaCO3 ¯ + (H2O + CO2)
Très soluble
calcaire
acide carbonique
L'absorption du CO2 par les zooxanthelles au cours de la photosynthèse déplace l'équilibre vers la droite et conduit
à la précipitation du calcaire.
Grâce aux zooxanthelles des coraux hermatypiques, les récifs coralliens font partie des producteurs de matière
organique les plus performants de la planète : la production au m2 y est plus élevée que dans les forêts
tropicales La présence des algues symbiotiques dans les polypes explique que l'on rencontre les colonies de
madrépores dans les zones exposées à la lumière solaire, dans des profondeurs généralement inférieures à 25
mètres. La symbiose, alimentaire pour les deux participants, est obligatoire, les zooxanthelles ne pouvant pas
survivre à l'état indépendant. L'alimentation des polypes ne repose pas exclusivement sur l'apport des zooxanthelles
; ils restent des prédateurs des particules organiques et micro-organismes présents dans le milieu. Néanmoins, leur
association avec les zooxanthelles réduit leur besoin en ressource alimentaire extérieure, et leur permet de se
développer dans des eaux claires, pauvres en particules organiques en suspension (milieu oligotrophique) :
l'association symbiotique leur offre la possibilité d'occuper une vaste niche écologique …»
Extraits « Les associations symbiotiques dans le milieu subaquatique » d’Emmanuel BERNIER
NOM :
CLASSE :
Prénom :
ANNEXE A RENDRE AVEC LA COPIE
Question 1. Un métagabbro de la croûte océanique prélevé par forage au point A (voir document de
référence), très loin de l’axe de la dorsale, contient les assortiments de minéraux suivants …
 Plagioclases + chlorites + actinotes
 Plagioclases + glaucophanes
 Glaucophanes + jadéites
 Grenats + jadéites + glaucophanes
Question 2. Un métagabbro à plagioclase et glaucophane soumis à une augmentation de pression, à
température constante, acquiert de la …
 jadéite et s’enrichit en eau
 jadéite et libère de l’eau
 chlorite et libère de l’eau
 chlorite et s’enrichit en eau
Question 3. On considère les roches suivantes :
(A) métagabbro à Chorite et actinote ;
(B) Gabbro à plagioclases et pyroxènes ;
(C) métagabbro à glaucophane et plagioclases ;
(D) métagabbro à grenats et jadéite ;
(E) péridotite
Le classement de ces roches par ordre de densités croissantes est :
 E< A<B<C<D
 B<A<C<D<E
 E<B<A<C<D
 B<E<A<C<D
Question 4. Le point à partir duquel la lithosphère océanique peut commencer à s’enfoncer dans
l’asthénosphère peut être établi en comparant…
 l’épaisseur de la croûte et celle du manteau
 l’âge de la croûte et celui du manteau
 la masse d’une colonne de lithosphère et celle d’une colonne d’asthénosphère (de même
surface)
 l’épaisseur de la lithosphère et celle de l’asthénosphère
Question 5. L’âge exprimé en millions d’années, à partir duquel la lithosphère océanique disparait en
s’enfonçant dans l’asthénosphère est…
 10
 25
 30
 80
BAREME ET ELEMENTS DE CORRECTION
(SUR 10 POINTS)
Thème 3A- Corps humain et santé - Le maintien de l’intégrité de l’organisme. Quelques aspects de la réaction immunitaire
Barème :
Synthèse pertinente
(effort de mise en relation,
d'articulation, des
connaissances)
Synthèse maladroite ou partielle
(peu de mise en relation, d'articulation des connaissances)
Éléments scientifiques complets
Aucune synthèse
Éléments scientifiques partiels
Rédaction et/ou
schématisation
correcte(s)
Rédaction
et/ou
schématisation
maladroite (s)
Rédaction
et/ou
schématisation
correcte(s)
Rédaction
et/ou
schématisation
maladroite (s)
Rédaction
et/ou
schématisation
correcte(s)
Rédaction
et/ou
schématisation
maladroite (s)
- Rédaction
et/ou
schématisation
correcte(s)
- Rédaction
et/ou
schématisation
maladroite (s)
8
7
6
5
4
3
2
1
Pas d’éléments
scientifiques
(connaissances)
répondant à la
question traitée
0
La synthèse s’entend comme l’association, la mise en relation ou l’articulation des connaissances et/ou des notions formant un ensemble construit et cohérent
répondant à la question posée
Eléments d’évaluation.
Critères
Question clairement énoncée et respectée
Problématique posée par le sujet comprise
Les éléments scientifiques : pertinents, complets
issus des connaissances scientifiques acquises et / ou
du document
Une mise en œuvre scientifique cohérente et
apparente
Indicateurs (éléments de correction)

-
Le sujet est clairement présenté et compris
Quel intérêt peut-on trouver à prendre un médicament anti-inflammatoire après une chute ?
Il s’agit de comprendre que le traitement donné par le médecin vise simplement à minimiser les
symptômes et ainsi a donné un confort à la personne tout en permettant la mise en œuvre d’une
défense immunitaire nécessaire au maintien de l’intégrité de l’organisme.
Connaissances nécessaires:
- modalités du déclenchement de la réaction inflammatoire aigue (RIA) lors d’une chute (lésions
cellulaires, entrée de micro-organismes)
- symptômes de la RIA (chaleur, douleur, rougeur (vasodilatation), gonflement, impotence
fonctionnelle)
- recrutement des défenses innées (médiation chimique, acteurs cellulaires)
- action initiale des défenses innées (phagocytose), préparation de la réponse acquise
(présentation des antigènes)
- mode d’action des anti-inflammatoires (réduction de la RIA par diminution de la sécrétion des
médiateurs chimiques de l’inflammation)
- les anti-inflammatoires diminuent les symptômes (œdème, douleur, impotence fonctionnelle)
tout en n’entravant pas la défense immunitaire qui se met en œuvre et protège l’organisme.
Intégration et mises en relations des connaissances :
- Le candidat pose clairement la problématique et annonce sa résolution.
- Il organise son propos sous la forme d’un argumentaire mêlant faits et idées. . Il s’appuie par
exemple sur des expérimentations, des observations, des présentations expérimentales pouvant
conduire à une interprétation qui fait avancer le raisonnement
- Intégration de schémas complémentaires du texte, apportant synthèse ou précisions.
PARTIE 2-1 (SUR 4 POINTS)
Thème 1-b- Le domaine continental et sa dynamique
Réponses attendues
Barème
Q1 : Réponse 1
0,5 point
Q2 : Réponse 2
1 point
Q3 : Réponse 4
1 point
Q4 : Réponse 3
1 point
Q5 : Réponse 3
0,5 point