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BACCALAUREAT BLANC GENERAL SESSION 2014 Jeudi 10 Avril ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE SERIE L et ES Durée de l’épreuve: 1 h 30 – coefficient : 2 Ce sujet comporte 8 pages numérotées de 1 à 8. L’USAGE DE LA CALCULATRICE N’EST PAS AUTORISE. Le candidat doit traiter les trois parties qui sont indépendantes les unes des autres. Le candidat traite le sujet sur une seule copie, note son nom sur la feuille Annexe de la page 8 QUI EST A REMETTRE AVEC LA COPIE 1 PARTIE 1 : THEME « NOURRIR L’HUMANITE » (8 POINTS) (SVT ET PHYSIQUE-CHIMIE) Botulisme : la tapenade incriminée oblige au rappel des produits Alors que huit personnes souffrent de botulisme après avoir consommé de la tapenade (à base d’olives mixées, anchois et huile d’olive) mal stérilisée, plusieurs produits en conserve ont été rappelés. Des analyses réalisées sur ces produits en conserve ont, en effet, révélé la présence de la bactérie Clostridium botulinum, qui sécrète la toxine botulique. La préfecture a indiqué que la tapenade était réalisée avec du matériel « inadapté pour la stérilisation ». Celle-ci aurait, en effet, été faite avec « une machine de type lessiveuse ». D’après l’article de France soir du 9/9/11. Document 1 : le botulisme Cycle de sporulation/germination de Clostridium botulinum La spore est une forme de survie de la bactérie qui : - ne se nourrit pas ; - est incapable de se multiplier ; - est incapable de produire des toxines* ; - résiste à la sécheresse ; - survit jusqu’à 110°C ; - se forme entre 15 et 41°C ; - survit davantage en milieu huileux. Le botulisme est une maladie paralytique rare mais grave (paralysie locomotrice et respiratoire) due à une toxine bactérienne produite par des espèces de bactéries dont Clostridium botulinum. Cette intoxication résulte de l'ingestion d'aliments contaminés par des spores de Clostridium botulinum qui ont germé et ont produit de la toxine botulique. Quand les conditions de température, humidité, nourriture deviennent défavorables, cette bactérie se transforme en spore (sporulation). Les conditions redevenant meilleures, la spore germe pour redonner une bactérie qui est la cellule végétative (germination). La cellule végétative est la forme sous laquelle la bactérie Clostridium botulinum : - se multiplie (entre 30 et 37°C) ; - synthétise des toxines* ; - apparaît par germination de la spore entre 10° et 37°C ; - est détruite à partir de 65°C. *Remarque : les toxines bactériennes sont détruites si elles sont portées vers 90°C pendant 3 à 10 minutes. Document 2 : Mise en place des bocaux dans un stérilisateur type « lessiveuse » ou dans un « autoclave » Document 3 : température d'ébullition de l'eau en fonction de la pression 2 Document 4 : comparatif entre une lessiveuse et un autoclave LESSIVEUSE AUTOCLAVE Photographie des dispositifs de stérilisation Capacité Pression à l’intérieur du récipient lors du chauffage Différence de conception 11 bocaux de 1L 5 bocaux de 1L environ 1 bar réglable de 1,1 à 2,1 bar Couvercle simplement posé et percé Couvercle hermétique et bloqué par un pour la mise en place d’un système. Présence d’un manomètre pour une thermomètre. lecture de la pression et permettre un réglage précis de la température. Prix à l’état neuf 40 euros 200 euros COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Certaines personnes réalisent leurs conserves dans une lessiveuse. Un journaliste a lu, sur la foire aux questions d’un site internet de vente de matériel de stérilisation, les arguments avancés par quelques personnes sceptiques : « il est inutile de chauffer les conserves à plus de 100 °C puisque dès 90°C, la toxine est détruite ; le seul but est de vendre des appareils chers et inadaptés ». Sensibilisé aux intoxications dues à la tapenade, il décide alors de rédiger un article dans la rubrique "santé" de son journal, afin de sensibiliser la population sur la question de la réalisation des conserves. Rédigez l’article de ce journaliste afin de convaincre les adeptes des conserves faites chez soi de prendre davantage de précautions. Votre argumentation s'appuiera sur les documents et vos connaissances personnelles (qui intègreront entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires). PARTIE 2 : THEME « NOURRIR L’HUMANITE» (6 POINTS) (PHYSIQUE-CHIMIE) Des eaux de différentes régions de la terre. Document 1 : composition ionique en mg/L de trois eaux issues de trois régions différentes sur terre. Lac Victoria (Afrique de l'Est) Grand lac salé (ouest des USA) Mer morte (Proche Orient) Na+ 10 67 000 45 000 Mg2+ 6 6 000 49 000 Ca2+ 10 407 19 000 Cl- 20 112 000 252 000 SO42- 2 13 000 508 D'après www.ac-grenoble.fr/spc/ 3 Document 2 : tests de reconnaissance d'ions et résultats de certains de ces tests sur les trois eaux étudiées Tests de reconnaissance d'ions Ion à caractériser (et couleur en solution) réactif observation ion chlorure : Cl(incolore) ion argent : Ag+ précipité blanc qui noircit à la lumière ion sulfate : SO42(incolore) ion baryum : Ba2+ précipité blanc ion calcium : Ca2+ (incolore) ion oxalate : C2O42- précipité blanc ion cuivre Il : Cu2+ (bleu) ion hydroxyde : HO- précipité bleu ion fer Il : Fe2+ (vert) ion hydroxyde : HO- précipité vert Résultats de certains tests sur les trois eaux étudiées Les trois eaux A, B et C de ce document 2 sont issues des trois régions citées dans le document 1 Eau testée + : test positif - : test négatif Eau A Eau B Eau C Chlorure Cl- + - + 2- + - + 2+ - - + Ion recherché Sulfate SO4 Calcium Ca Document 3 : quelques critères physico-chimiques de potabilité d'une eau (normes européennes) paramètre limite de potabilité paramètre limite de potabilité pH entre 6,5 et 9 ion sodium Na+ < 150 mg/L total pesticides < 0,50 µg/L ion potassium K+ < 12 mg/L 2+ ion plomb Pb ion calcium Ca 2+ ion magnésium Mg2+ < 10 µg/L 2- < 250 mg/L - < 200 mg/L ion sulfate SO4 pas de limite ion chlorure Cl < 50 mg/L ion nitrate NO3- < 50 mg/L QUESTIONS : Question 1 : 1.a. Quel est, parmi les quatre schémas représentés ci-dessous, celui qui représente correctement le test des ions sulfate sur l'eau A (document 2). Reporter son numéro sur votre copie. 1.b. Pour le test des ions sulfate sur l'eau A, indiquer le réactif utilisé et le résultat observé, en vous aidant du document 2. 4 Question 2 : Grâce aux résultats des tests réalisés sur les trois eaux A, B et C (document 2) et en utilisant les données du document 1, déterminer la région d'où proviennent ces trois eaux. Faire apparaître les étapes du raisonnement. Question 3 : 3.a. En s'intéressant uniquement à la teneur en ions chlorure, sulfate et calcium, évaluer si le scientifique revenant du lac Victoria pourrait consommer, en cas de déshydratation, l'eau de ce lac. Proposer une argumentation à l'aide du document 1 et du document 3. 3.b. Envisager si la connaissance des résultats des trois tests réalisés au document 2 suffit, d'un point de vue physicochimique, à déterminer la potabilité d'une eau. Question 4 : Parmi ces trois eaux, quelle est celle qui est la moins dure ? Justifier à l’aide du document 1. PARTIE 3 : THEME « REPRESENTATION VISUELLE » (6 POINTS) (SVT) QUESTION 1 : On peut établir des relations de parenté en comparant l'enchaînement des acides aminés constituant une protéine (séquence de la protéine). Le document ci-dessous correspond à un arbre de parenté de 4 primates. Document 1 : Arbre de parenté de 4 primates. On cherche à valider cet arbre de parenté à partir de la comparaison des séquences protéiques d'un pigment photorécepteur commun à tous ces primates : l'opsine bleue. Répondez à la question 1 sur la feuille annexe 5 QUESTION 2 : Les graphiques ci-dessous montrent la densité des photorécepteurs (cônes et bâtonnets) et l'acuité visuelle en fonction de l'excentricité dans la rétine. Document 2a : Graphique présentant la répartition des photorécepteurs dans la rétine en fonction de Document 2b : Graphique présentant l'acuité visuelle l'excentricité. de la rétine en fonction de l'excentricité. Remarques : L'excentricité correspond à l'éloignement d'un point donné de la rétine par rapport au centre de celle-ci, repéré par 0 sur le graphe. Plus on s'éloigne du centre de la rétine et plus l'excentricité augmente. L'acuité visuelle définit la qualité de la vue d'une personne. Elle permet de mesurer la capacité à discerner deux points différents situés à la distance minimale de vision distincte. En France, l'acuité visuelle est exprimée en dixièmes. On cherche à établir un lien entre la répartition des photorécepteurs et l'acuité visuelle. Répondez à la question 2 sur la feuille annexe 6 QUESTION 3 : Réponse à rédiger sur votre copie Le graphique ci-dessous montre le seuil de sensibilité des photorécepteurs de l'oeil en fonction de la longueur d'onde. Le seuil de sensibilité correspond à l'éclairement minimal provoquant une réponse. Pour le réaliser, les photorécepteurs (cônes et bâtonnets) ont été soumis à des lumières de longueurs d'ondes différentes. Pour chaque longueur d'onde, ils ont reçu d'abord un éclairement (mesuré en lux) faible, puis de plus en plus fort. Les cônes S sont sensibles au bleu. Les cônes M sont sensibles au vert. Les cônes L sont sensibles au rouge. Les bâtonnets ne sont pas sensibles aux couleurs. Sachant que l'intensité lumineuse reçue par l'œil une nuit de pleine lune est d'environ 1 lux, exploitez le graphique pour expliquer pourquoi on ne perçoit pas les couleurs dans ces conditions d'éclairement. 7 Nom :………………………………….Classe …………. ANNEXE À RENDRE AVEC LA COPIE PARTIE 3 : REPRESENTATION VISUELLE Question 1 : Parmi les tableaux ci-dessous, présentant le nombre d'acides aminés différents entre les opsines bleues de ces primates, cochez celui vous permettant de justifier l'arbre de parenté. Tableau 1 Espèces Cebus Homme Chimpanzé Macaque Cebus 0 25 25 26 Homme . 0 0 13 Chimpanzé . . 0 13 Macaque . . . 0 Tableau 2 Espèces Cebus Homme Chimpanzé Macaque Cebus 0 25 25 26 Homme . 0 13 0 Chimpanzé . . 0 13 Macaque . . . 0 Tableau 3 Espèces Cebus Homme Chimpanzé Macaque Cebus 0 13 25 26 Homme . 0 0 25 Chimpanzé . . 0 13 Macaque . . . 0 Tableau 4 Espèces Cebus Homme Chimpanzé Macaque Cebus 0 0 25 26 Homme . 0 25 13 Chimpanzé . . 0 13 Macaque . . . 0 Question 2 : Cochez uniquement la réponse exacte La mise en relation des informations apportées par ces deux graphiques permet de déduire que l'acuité visuelle est maximale dans la région de la rétine où sont présents : Uniquement des bâtonnets Uniquement des cônes Autant de cônes que de bâtonnets Moins de cônes que de bâtonnets 8
