Bac S – Sujet d’Amérique du Sud 2013

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Bac S – Sujet d’Amérique du Sud 2013
1ère PARTIE : (8 points). Le domaine continental et sa dynamique.
À l’aide du document et de vos connaissances, comparez la formation de la croûte continentale avec
celle de la croûte océanique. Vous vous intéresserez d’une part à l’origine des magmas et d’autre part à la
mise en place des roches magmatiques dans les deux types de croûte.
Votre exposé devra être structuré. La conclusion prendra la forme d’un schéma comparatif à réaliser
dans le document fourni.
LEGENDE
1. Remontée de l’asthénosphère et des
liquides de fusion partielle (magma)
2. Injection rythmique de magma
3. Fluage latéral du manteau résiduel
4. Brassage du magma par convection
5. Cristallisation lente
6. Injection de magma dans le toit
7. Epanchement de basaltes
(*) roches voisines des basaltes
Mode de fonctionnement général d’une dorsale (exemple d’une dorsale « rapide »)
(D’après « Enseigner la Planète Terre, Caron et coll., 3ème édition, OPHRYS 1995, modifié)
2ème PARTIE – Exercice 1 (3 points). La plante domestiquée.
La sélection exercée par l’Homme sur les plantes cultivées a souvent retenu des caractéristiques
différentes de celles des plantes sauvages et favorisant leur utilisation.
On appelle « syndrome de domestication / domestication syndrome » l’ensemble des caractéristiques de
la plante qui diffèrent entre la plante cultivée et ses « ancêtres » sauvages.
À l’aide des trois documents fournis, précisez les différentes caractéristiques associées au syndrome de
domestication en comparant les blés modernes et ancestraux. Précisez ensuite, en le justifiant, la caractéristique
sélectionnée qui a rendu possible les techniques de récolte du blé.
Document 1 : epis de blé. Epi de blé ancestral
sauvage (a) et épi de blé cultivé (d). Chaque épi de
blé est formé d’un axe porteur d’épillets (b) qui à
maturité se détachent de l’épi chez le blé ancestral
sauvage (c) mais restent fixés chez le blé cultivé, ne
se séparant que lors du battage (e)
D’après Trends in Ecology and Evolution (AIP)
Document 2 : grains de variétés de blé cultivées
modernes (haut) et de variétés sauvages ancestrales
(bas) (le trait d’échelle mesure 1mm).
D’après The Plant Cell April 2010 vol.22 no.4993

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Document 3 : techniques médiévales de
moissonnage à la faucille et battage au
fléau. Aujourd’hui, dans les pays
industrialisés, ces deux gestes techniques
sont réalisés par une machine : la
moissonneuse batteuse. (Livre d’heures à
l’usage de Paris par l’atelier Jouvenel,
Lyon XVème siècle)
2ème PARTIE - Ex2 - Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse
Un patient est atteint de syndactylie : certains de ses doigts sont soudés. Il a des difficultés à différencier
les sensations tactiles en provenance des différents doigts (faible discrimination tactile).
Une intervention chirurgicale a permis la séparation de son petit doigt d’avec les autres doigts. Une
amélioration de la discrimination tactile a été obtenue à la suite de cette opération.
En vous appuyant sur les données d’imagerie cérébrales présentes dans les documents et vos
connaissances, expliquer la faible discrimination tactile du patient atteint de syndactylie et l’amélioration
observée après l’opération.
Document 1 : Représentation somatotopique (a et b) et photographie de la main gauche correspondante
(c) chez un homme adulte non atteint de syndactylie
Les techniques d’enregistrement de
magnétoencéphalographie (MEG) par
microélectrodes ont permis de localiser les zones du
cortex somatotopiques* activées lors d’une sensation
tactile.
*somatotopique : relatif à la somatotopie,
représentation du corps au sein d’une structure
nerveuse permettant la discrimination spatiale des
impressions sensitives.
a : localisation des aires somatotopiques des doigts de
la main gauche dans le cortex cérébral de
l’hémisphère droit.
b : représentation dans le plan YZ de ces aires
somatotopiques. Les zones grises représentent les
erreurs standards.
c : doigts de la main gauche et symboles utilisés.
Document 2 : Représentation somatotopique (a) et photographie de la main droite correspondante (b)
chez le patient atteint de syndactylie avant opération
Le patient a le majeur et l’annulaire soudés et le petit doigt partiellement soudé (son index étant absent)
Document 3 : Représentation somatotopique (a) et photographie de la main droite correspondante (b)
chez le patient atteint de syndactylie après opération
L’opération a permis la séparation du petit doigt.
D'après Mogilner et al, in Neurobiology 1993

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Correction
1ère PARTIE : (8 points). Le domaine continental et sa dynamique.
Introduction non traitée. Problématique double :
- Origine des magmas à l’origine de la CO et de la CC ;
- Mise en place des roches magmatiques dans les deux types de croûtes.
Attendus.
Sujet pas facile car reprenant largement des connaissances de 1S sur la formation de la CO !
I. Origine des magmas.
- CC : fusion partielle des péridotites de la lithosphère chevauchante dans les zones de subduction. La FP est
possible suite à l’hydratation des péridotites, ce qui abaisse leur solidus (elles ne fondraient pas si elles restaient
sèches, la température étant trop faible). Un diagramme PT peut accompagner les explications (franchissement
du solidus hydraté des péridotites par le géotherme). L’eau provient des réactions de métamorphisme que subit la
plaque plongeante (les minéraux néoformés qui apparaissent dans les faciès SB et éclogite sont de plus en plus
anhydres).
Diagramme de fusion d’une péridotite dans les zones de subduction.
- CO : à l’aplomb des dorsales, les péridotites de l’asthénosphère remontent (courant de convection). En
remontant, elles franchissent leur solidus (la baisse de pression subie leur fait franchir leur solidus, ce qui
provoque leur fusion partielle). Les magmas sont alors collectés dans la chambre magmatique (voir schéma de
référence). Là encore un diagramme PT peut accompagner les explications.
Diagramme de fusion d’une péridotite obtenu au laboratoire.
II. Mise en place des roches magmatiques.
- CC. Les magmas générés par la FP remontent vers la surface par différence de densité. Ils ont une composition
de granitoïdes (richesse en silicium notamment). Une grande majorité n’atteindra pas la surface et cristallisera en
profondeur, lentement (vitesse de refroidissement faible) : ils donneront naissance aux granitoïdes, grenus qui
formeront des plutons (roches plutoniques). Une minorité atteindra la surface, formant des volcans de type
explosif (nuées ardentes…) : les roches cristalliseront alors rapidement (roches microlithiques). Ce seront des
roches volcaniques de type rhyolites et andésites.
- CO. Les magmas collectés dans la chambre magmatique cristalliseront lentement sur les parois de la chambre
magmatique (qui est constamment régénérée suite à la divergence) : ils donneront des roches plutoniques
grenues, de type gabbro. Ceux qui atteindront la surface cristalliseront rapidement au contact de l’eau froide, et
donneront des roches volcaniques de type basalte (basaltes en coussins ou complexe filonien).
Conclusion.
En plus du court texte récapitulatif, le schéma bilan doit reprendre la trame donnée pour la CO, et y ajouter un
schéma expliquant le magmatisme dans une zone de subduction.

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2ème PARTIE - Exercice 1
Exercice très court, dans lequel il n’y a pas grand-chose à dire.
Quelles sont les caractéristiques associées au syndrome de domestication (exemple du blé) ?
Quelle est la caractéristique sélectionnée qui a rendu possible les techniques de récolte du blé ?
Document 1.
- Taille de l’épi plus petite chez le sauvage / cultivé.
- épillets qui, à maturité, se détachent de l’épi chez le blé ancestral sauvage, mais qui restent fixés chez le blé
cultivé (hors battage).
Document 2. Grain de blé plus trapu, de plus gros volume et donc de plus grosse masse (meilleur rendement) !
Caractéristique sélectionnée : épillets qui restent fixés au rachis (pour permettre la récolte), et qui se détachent
uniquement au battage = récolte possible pour l’Homme sans dissémination spontanée dans la nature.
2ème PARTIE - Ex2 - Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse
En vous appuyant sur les données d'imagerie cérébrales présentes dans les documents et
vos connaissances, expliquer la faible discrimination tactile du patient atteint de syndactylie et
l'amélioration observée après l'opération.
Problématique : voir énoncé. Elle est double (pourquoi le patient syndactile a une faible
discrimination et pourquoi il y a une amélioration après opération).
Ici, on est dans le cortex sensitif et non dans le moteur (= cortex somatosensoriel pariétal).
Document 1.
- Informations provenant de la main gauche traitées dans cortex cérébral droit.
- Chaque doigt est traité séparément (aires non chevauchantes = discrimination).
Document 2.
- Patient avec syndactylie : doigts soudés (on en distingue trois). Majeur et annulaire soudés, pas
d’index, petit doigt partiellement soudé.
- Seuls trois doigts sont représentés dans son cortex (gauche ici) : pouce, majeur, et auriculaire (les
doigts qui restent).
- On remarque des chevauchements dans les aires somatotopiques = mauvaise discrimination.
- = modification de la représentation corticale des doigts (sensibilité).
Document 3.
- Après opération (et séparation du petit doigt), toujours 3 aires (les mêmes)
- Les territoires ne se chevauchent plus, mais s’étendent = meilleure discrimination.
C’est de la plasticité (modification ou renforcement des connexions neuronales suite à l’opération).
Notions de cours utilisées ici.
- Notion de plasticité cérébrale (ici c’est le cortex somatosensoriel et non moteur)
- La comparaison des cartes (somatosensorielles ici) de plusieurs individus montre des différences
importantes.
Ces différences s'acquièrent au cours du développement (de la main ici).
La plasticité cérébrale explique les capacités de récupération du cerveau.
Bilan.
Non fait, mais c’est un récapitulatif répondant aux problématiques.
L’exercice n’est pas très compliqué.