Examen Science de la Vie et de la Terre

En partenariat avec
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BAC BLANC HEEC 2017
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Option
Sciences Physiques
Coefficient
5
Matière
Sciences de la Vie et de la Terre
Durée
3 heures
Restitution des connaissances (5 points)
I. Pour chacune des propositions numérotées de 1 à 4, il y a une seule suggestion correcte .
Recopiez les couples ( 1, .... ) ; (2, ... ) ; (3, ... ) ; ( 4! ... ) et adressez à chaque numéro la lettre
quicorrespond à la suggestion correcte.(2pts)
1- Dans une chaine de collision, plis, failles,
nappes sont associées: :
a)
b)
c)
d)
à un étirement de la croûte,
à un raccourcissement de la croûte,
à une diminution du relief,
à un amincissement de la croûte.
3- La lithosphère continentale se distingue
de la lithosphère océanique par::
a)
b)
c)
d)
une croûte plus épaisse, plus dense,
une croûte plus épaisse, moins dense,
une croûte moins épaisse, plus dense,
une croûte moins épaisse, moins dense.
2- Les ophiolites sont constituées:
a) de roches issues d'une ancienne
lithosphère continentale,
b) de lambeaux de lithosphère océanique,
c) de granite et de roches métamorphiques,
d) de roches sédimentaires exclusivement.
4- La croûte continentale :
a) a une densité plus élevée que la croûte
océanique
b) est majoritairement constituée de basaltes
c) a une épaisseur moyenne voisine de 10 km
d) a une densité plus faible que la croûte
océanique
Il. a. Citez deux. types de déformations tectoniques caractéristiques des zones de convergence
entre les plaques. (0,5pt)
b. Définissez la subduction. (0,5pt)
c. Définissez la plaque tectonique (0,5pt)
III. à partir des documents 1 et 2 Pour chacune des propositions numérotées de 1 à 3, il y a une
seule suggestion correcte. Recopiez les couples ( 1, .... ) ; (2, ... ) ; (3, ... ) et adressez à chaque
numéro la lettre qui correspond à la suggestion correcte. (1.5pts)
document 2: modèle d'isothermes au niveau du
document 1: sismicité et volcanisme au Japon
Japon
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1 - Les séismes au niveau du Japon :
a. sont d'autant moins profonds qu'on
s'éloigne de la fosse
b. sont d'autant plus profonds qu'on
s'éloigne de la fosse
c. sont tous à la même profondeur
d. sont d'autant plus profonds que la
bathymétrie augmente.
2- Dans cette subduction :
a. la plaque Eurasie s'enfonce sous la
plaque Pacifique
b. la plaque Pacifique s'enfonce sous la
plaque Eurasie
c. les deux plaques s'enfoncent
d. la plaque Pacifique chevauche la plaque
Eurasie.
3 - Dans cette subduction, on observe :
a. une anomalie thermique positive au niveau de la fosse
b. une anomalie thermique négative au niveau de la fosse
c. une anomalie thermique négative au niveau de la chaîne volcanique
aucune anomalie thermique au niveau de la fosse.
Raisonnement scientifique et communication écrite et graphique (15 points)
Exercice 1 (5 points)
On s'intéresse à l'élude de quelques aspects de l'activité musculaire Pour cela on réalise les séries
d'expériences suivantes
Première série d'expériences
Expériences
Résultats
Le sarcomère montre l'état « a » avant l'injection de la
solution riche en ions Ca2+ et l'état « b » après
l'injection de la solution riche en ions Ca2+
1
On
réalise
une
observation
au
microscope électronique d'un sarcomère
avant et après injection d'une solution
riche en ions calcium(Ca2+) dans le
sarcoplasme.
2
On cultive des fibres musculaires dans
un milieu contenant des ions Ca2+
radioactifs. Par autoradiographie, on suit
la radioactivité dans le sarcoplasme et
dans le réticulum
3
On pratique une stimulation directe sur
une fibre musculaire isolée puis :
- on enregistre le potentiel d'action
musculaire (tracé C1.)
- on mesure le taux d'ions Ca2+ libres
(tracé C2)
- on enregistre la tension de la fibre
musculaire (tracé C3)
- Présence do radioactivité
dans le réticulum
endoplasmique quand le sarcomère est à l'état « a »
(expérience 1)
- Présence de radioactivité dans le sarcoplasme quand
le sarcomère est a l'état « b » (expérience 2)
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1} Analysez les résultats des expériences 1 et 2 afin de déduire une condition nécessaire au passage
du sarcomère de l'état « a » à l'état « b ». (0,75pt)
2) A partir de l'exploitation des résultats de l'expérience 3 et des informations précédentes, préciser la
succession des évènements qui se déroulent dans la fibre musculaire suite à sa stimulation(1pt)
Deuxième série d'expériences :
En partant du fait qu'au cours de la contraction d'une fibre musculaire.il s'établit une interaction entre les
myofilaments d'actine et de myosine, on extrait ces myofilaments et on les cultive dans un liquide
physiologique puis on réalise les expériences 4 et 5.
Le tableau suivant résume ces expériences el les résultats obtenus.
Expériences
Résultats
Myofilaments d'actine + myofilaments
4
Pas d'interaction entre les deux types de myofilaments.
de myosine + ions Ca2+
Myofilaments d'actine + myofilaments - Interaction entre tes deux types de myofilaments.
5
de myosine + ions Ca2+ + ATP
- Diminution de la teneur en ATP.
3)A partir de l'analyse comparée des résultats des expériences 4 et 5 déduisez une condition nécessaire
à l'interaction entre les myofilaments d'actine et de myosine(0,75pt)
4) En exploitant les données précédentes et vos connaissances, expliquez le mécanisme de l'interaction
entre les myofilaments d'actine et de myosine aboutissant au passage du sarcomère de l'état « a » à
l'état « b » de l'expérience1. (1pt)
Troisième série d'expériences
cette troisième série d'expériences est réalisé sur deux muscles de grenouille M1 et M2 placés
dans des conditions précises
condition 1 le muscle M1 est traité par une substance qui bloque la glycolyse
condition 2 le muscle Mi est traité par une substance qui bloque simultanément la glycolyse
et la dégradation de la phosphocréatine
On dose trois constituants X. Y et Z (glycogène. Phosphocréatine et ATP) de la fibre
musculaire avant et après la stimulation des muscles M1 et M2 dans les conditions 1 et 2?.
Les résultats obtenus sont représentés par le tableau suivant
Constituants du
sarcoplasme
dosés en mg/g
de muscle frais
X
y
Z
Conditions expérimentales
Conditions 1
Conditions 2
Avant
la Après
la Avant
la Après
la
stimulation de M1 stimulation de M1 stimulation de M2 stimulation de M2
1
0
1
1
1,35
0
1,35
0
1,07
1,07
1,07
1,07
5) Analysez les résultats de ta troisième série d'expériences en vue d'identifier les
constituants X. Y et Z. (0,75pt)
6) En vous aidant des informations fournies par les données précédentes et vos
connaissances. Ecrivez les équations des réactions énergétiques en rapport avec l'activité
musculaire(0,75pt)
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Exercice 2 (5 points)
On dispose de 2 variétés de tomates, l'une naine à feuilles découpées, l'autre de taille normale à feuilles
entières. Le croisement entre ces deux variétés donne une première génération formée de plantes toutes
de taille normale et a feuilles découpées.
1) Précisez la relation de dominance entre les allèles de chacun des deux gènes considérés.
(0,5pt)
2) Par autofécondation les plantes de la première génération engendrent une deuxième génération
qui comporte :
914 plantes de taille normale à feuilles découpées,
298 plantes de taille normale à feuilles entières,
295 plantes naines à feuilles découpées,
104 plantes naines à feuilles entières.
Déterminez si ces deux gènes sont liés ou indépendants. Justifiez votre réponse. (0,75pt)
3) Ecrivez les génotypes des parents et des individus de la première génération. (0,75pt)
4) On croise deux plantes de la deuxième génération décrite précédemment, l'une (A) de taille
normale à feuilles découpées, l'autre (B) de taille normale à feuilles entières. On obtient à la
génération suivante :
- 219 plantes de taille normale à feuilles découpées,
- 207 plantes de taille normale à feuilles entières,
- 64 plantes naines à feuilles découpées,
- 71 plantes naines à feuilles entières.
a) Analysez ces résultats en vue de préciser les génotypes des plantes (A) et (B). (1,5pt)
b) Expliquez les résultats de ce croisement en établissant un échiquier de croisement
.(1.5pt)
remarque: utilisez les symboles N et n pour la taille des plantes et D et d pour la forme des
feuilles.
Exercice 3 (5 points)
Depuis quelques années on observe, dans la rivière Boyer(canada), une diminution de
la quantité de poissons qui est en particulier liée à la faible quantité d'oxygène
présente dans l'eau. De mauvaises pratiques agricoles sont suspectées d'être en
partie responsables de ce bouleversement.
Document 1 :
Les fertilisants employés sur les terres en culture exercent des pressions environnementales sérieuses
dans le bassin versant de la rivière Boyer. Le tableau ci-dessous indique les quantités d'azote et de
phosphore apportées chaque année par l'agriculture et celles prélevées par les récoltes
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Apports en
engrais
organiques
(lisiers
1971 )
65
408
Apports en
engrais minéraux
Azote en tonnes par
année
Phosphore en
tonnes par année
Prélèvement par
la récolte
Quantités
retrouvées dans le
fleuve
928
365
155
20
La présence de phosphore dans l'eau provoque une prolifération d'algues et, après la mort de celles-ci,
une accumulation de matière organique dans l'eau. La concentration moyenne des eaux en phosphore
mesurée entre mai et septembre est d'environ 120 microgrammes par litre.
1. Après évaluation des apports en engrais minéraux et organiques concernant l'Azote et le
Phosphore, relevez à partir du document 1 tous les aspects de la pollution du bassin versant de la
rivière Boyer.. (1,5pts)
Document 2 : l'autoépuration de l'eau
La dégradation de la matière organique par des bactéries participe à l'autoépuration de l’eau.
On a mesuré la DBO5 (quantité de dioxygène consommée par des bactéries pour assurer la dégradation
de la matière organique) et la quantité de dioxygène dissous dans l'eau pour différentes concentrations
en phosphore. Les résultats figurent dans le tableau ci-dessous
Concentration en phosphore en
microgrammes par litre
DBO5 en mg O2 par litre
Oxygène dissous (en
pourcentage)
Inférieure à 50
51 à 100
101 à200
201 à 400
Supérieure à 400
Inférieure à 1
1,1 à 3
3,1 à 5
5,1 à 10
Supérieure à 10
90 à 100
70 à 89
50 à 69
30 à 49
Inférieure à 30
2. A partir de l'analyse des données du document 2 , montrez la capacité d'autoépuration de
l'eau de la rivière Boyer. (1,5pts)
3. en mettant en relation les informations précédentes, expliquer pourquoi les pratiques agricoles
peuvent-elles être à l'origine de la diminution de l'oxygénation des eaux de la rivière. (2pts)