Correction prépabac janvier 2016

Correction PREPABAC
JANVIER 2016
1ère PARTIE : Mobilisation des connaissances (8 points).D’après Asie 2015
LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE
Rôle de l'eau dans la dynamique continentale
Les zones de subduction sont le siège d'une importante activité magmatique.
Dans les chaînes de montagnes, le relief tend à disparaitre. Les matériaux issus du démantèlement
de la chaîne sont ensuite déplacés et donnent naissance à de nouvelles roches. Ainsi, les roches du
domaine continental se trouvent en permanence recyclées.
Le domaine continental doit être considéré comme un système dynamique dans lequel l'eau joue un
rôle fondamental.
Montrer comment l'eau participe à la production de nouveaux matériaux dans les zones de
subduction et, par la disparition des reliefs, au recyclage des roches continentales.
Votre exposé se limitera à la seule étude des rôles de l'eau et comportera une introduction, un
développement structuré et une conclusion. Elle sera accompagnée d'au moins un schéma illustrant
le rôle de l'eau dans la production de nouvelles roches continentales.
Rôle de l’eau dans la dynamique continentale Le domaine continental est en recombinaison constante. D’une
part on observe que la matière issue de la disparition des reliefs est recyclée en nouvelle matière. D’autre part
on observe également que la subduction, phénomène qui correspond à l’enfoncement de la lithosphère
océanique dans l’asthénosphère, permet la production de nouvelle matière. Cela est due à l’âge des roches, en
effet, lorsque la lithosphère vieillit, elle se refroidit et va donc grossir jusqu'à devenir plus dense que
l’asthénosphère. L’équilibre isostatique, qui veut que le plus dense soit au-dessous, est donc rompu. La
lithosphère océanique va donc entrée en subduction. La subduction quant à elle, est liée à la production de
nouveaux matériaux. On cherche à comprendre quel est le rôle de l’eau dans la production de nouveaux
matériaux dans les zones de subduction et son rôle dans le recyclage des roches continentales issues de la
disparition des reliefs. Dans un premier temps nous nous intéresserons au rôle de l’eau dans la production de
matière dans les zones de subduction. Puis dans un second temps, nous traiterons du rôle de l’eau dans la
production de matière à travers la disparition des reliefs.
1) L’eau dans la subduction La lithosphère océanique se crée au niveau des dorsales océaniques. Après sa
création, la matière est encore fissurée. Il y a donc un phénomène de métamorphise hydrothermale. C’est-à-dire
que les roches vont se modifier sous l’action de l’eau. Les minéraux seront donc hydrolysés. Lorsque la
lithosphère océanique entre en subduction, les conditions de pression et température vont se modifier. En effet,
on passe de conditions de basse température et basse pression à un domaine de haute pression et haute
température. Les roches vont donc subir une transformation métamorphique. Lorsque les roches de la
lithosphère océanique sont dans le domaine schiste bleu et éclogite, elles vont libérer l’eau accumulée dans les
conditions schistes vert. Cette eau libérée va permettre de baisser la température dans la zone. Les péridotites
présentes dans le manteau lithosphérique à proximité de la plaque chevauchante vont alors être dans les
conditions de pression et température propices à leur fusion partielle. On aura donc une production localisée de
magma. Lorsque le magma arrive en surface, il donnera lieu à un volcanisme explosif dont la matière produite
est des roches volcaniques microlithiques comme les anodisées ou encore les rhyolites. Cela mène donc à la
production de nouvelle matière.
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2) La production de matière par la disparition des reliefs
2.1) Érosions des reliefs grâce à l’eau Au cours du temps les reliefs vont s’éroder. On observe deux sortes
d’érosion liées à l’action de l’eau sur l’environnement. On observe tout d’abord l’érosion mécanique. Cette
dernière correspond à la fracturation des roches à cause d’une alternance entre gel et dégel qui fragilise la
roche. De l’eau va pénétrer dans la roche et lorsque la température baisse, cette eau va devenir de la glace et
donc occuper un volume plus grand. Cela va mener à la fracturation des roches. On observe également
l’altération chimique. L’altération correspond à une modification chimique et physique d’une roche à travers
l’infiltration d’eau dans la roche. En s’infiltrant dans des fissures, cette dernière va permettre l’hydrolyse de
certains composés. Les minéraux vont donc être modifiés et des ions vont être libérés. Ces derniers vont ensuite
être dissous dans l’eau. Cela est le cas par exemple avec le carbonate.
2.2) Le transport des produits par l’eau et sédimentation Les produits de l’érosion peuvent être sous plusieurs
formes. Ils peuvent être sous forme dissoute, ce qui est notamment le cas des ions, ou sous forme solide de
taille variable. Ces produits vont ensuite être transportés par l’eau provenant par exemple de la pluie. Cette
dernière va transporter ces produits, cela va former un ruissellement puis rejoindre un cours d’eau et enfin
l’océan. Les produits vont donc être transportés plus loin et se poser dans les fonds pour former des sédiments.
Après consolidation, ils deviendront des nouvelles roches sédentaires détritiques. Les ions quant à eux pourront
précipiter et également former des roches sédimentaires telles que les roches calcaires. On aura donc un
recyclage des roches continentales. Conclusion L’eau joue donc un rôle important dans la production de
nouveaux matériaux. En effet, elle va hydrolyser les métagabbros qui vont ensuite libérer cette dernière
lorsqu’ils seront dans le faciès schiste bleu. Cela va permettre de baisser la température de fusion des
péritonites, et donc de produire du magma, qui en remontant à la surface formera des nouveaux matériaux.
L’eau permet également l’érosion des roches et le transport des produits de cette érosion. Les produits vont
ensuite se consolider et devenir des nouveaux matériaux.
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2ème PARTIE - Exercice 1 - Pratique d'un raisonnement scientifique dans le cadre d'un
problème donné (3 points). D’après Polynésie 2013
GÉNÉTIQUE ET ÉVOLUTION
Le brassage génétique et sa contribution à la diversité génétique
Chez la souris, comme chez tous les organismes à reproduction sexuée, la diversité génétique
s’explique par le brassage génétique ayant lieu lors de la reproduction sexuée. On considère ici 4
caractères phénotypiques de la souris (appelés A, B, F et D) ; des croisements sont réalisés pour
mettre en évidence ce brassage.
Deux étudiants analysent ces croisements. Ils s’accordent sur le fait qu’il y a bien eu brassage
génétique entre ces deux gènes lors de ces deux croisements, mais leurs avis diffèrent concernant
les mécanismes mis en jeu pour ce brassage. Le premier étudiant affirme qu’il y a eu à chaque fois
uniquement un brassage interchromosomique, l’autre affirme qu’un brassage intrachromosomique a
eu lieu, en plus, dans l’un des croisements.
Exploitez les résultats expérimentaux proposés dans le document afin de :
- justifier le fait qu’il y a bien eu brassage génétique dans les deux croisements
- préciser quel étudiant a finalement raison, en argumentant la réponse.
Aucun schéma explicatif n’est attendu.
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2ème PARTIE - Exercice 2 - Résoudre un problème scientifique (Enseignement Obligatoire). 5
points. D’après métropole 2011
STABILITÉ ET VARIABILITÉ DES GÉNOMES ET ÉVOLUTION
À partir des informations extraites des documents 1, 2 et 3, mises en relation avec vos
connaissances, expliquez les résultats phénotypiques obtenus lors du deuxième croisement.
2ème PARTIE - Exercice 2 - Pratique d'une démarche scientifique ancrée dans des
connaissances (Enseignement de spécialité). 5 points.
ÉNERGIE ET CELLULE VIVANTE
On s'intéresse aux différences physiologiques des fibres musculaires des sprinters et des coureurs
de fond.
Le sprint est caractérisé par un effort bref (quelques secondes) et intense, la course de fond
demande un effort plutôt long et modéré.
En utilisant les informations fournies par les documents et vos connaissances définir les
voies métaboliques impliquées dans chaque type d'effort.
Définir les voies métaboliques impliquées dans chaque type d'effort : chez un sprinter et un marathonien.
Le document 1 nous montre les voies de production d’ATP dans les cellules musculaires. Il existe des réactions
rapides et simples de production d’ATP et d’autres sont plus complexes et plus lentes.
Le document 2 : La coupe transversale de cellules musculaires issue d'une biopsie d'un quadriceps : - Chez le
sprinter, on trouve un nombre important de fibres de type 2 avec une forte teneur en enzyme F - Chez le
marathonien, la teneur en enzyme F est réduite et on trouve un nombre plus important de fibre de type 1.
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Le document 3 La vitesse et la puissance de la contraction est plus élevée dans les fibres de type 2 ce qui
montre leur abondance chez le sprinter qui fait des efforts intense et de courte durée.
Les fibres de type 1 sont impliquées dans les efforts modérés et qui durent plus longtemps (marathonien).
Le document 4 Les caractéristiques structurales des fibres de type 1 montrent une richesse en capillaires
sanguins, en myoglobine (présence de beaucoup de O2) et en mitochondries. Les fibres de type 2 sont pauvres
en capillaires sanguins, en O2 et en mitochondries par contre elles montrent une abondance en glycogène. Ceci
montre que le métabolisme du marathonien nécessite plus de mitochondries et d’O2 que celui du sprinter. En
conclusion : Les sprinters ont une activité rapide et intense qui nécessite beaucoup d’enzyme F et de glycogène.
Ils possèdent des muscles riches en fibres de type 2, leur métabolisme ne nécessite ni mitochondries ni O2 donc
c’est un métabolisme anaérobie et rapide : fermentation lactique. La transformation de l’acide pyruvique par
l’enzyme F produit rapidement beaucoup d’ATP nécessaire à ce type d’activité.
Les marathoniens ont des muscles riches en fibres de type 1, leur activité modérée et prolongée nécessite un
métabolisme riche en O2, la présence de beaucoup de mitochondries : c’est un métabolisme aérobie. D’après le
cours, il y a des réactions de décarboxylation au niveau de la matrice mitochondriale. L’ATP synthétase permet
aussi le déplacement des protons au niveau des mitochondries ce qui produit de l’ATP, c’est le processus de la
respiration cellulaire.
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