Sujet du Liban 2017 Synthèse (sur 5 points)

Sujet du Liban 2017
1ère PARTIE : (8 points). Le domaine continental et sa dynamique
Synthèse (sur 5 points)
Montrer en quoi des indices géologiques témoignent d’une collision continentale lors de la formation
d’une chaîne de montagnes.
L’exposé doit être structuré avec une introduction et une conclusion et sera accompagné d’un ou
plusieurs schémas.
Le complexe ophiolitique n’est pas attendu.
QCM (sur 3 points). Cocher la bonne réponse dans chaque série de propositions du QCM.
1 – Les chaînes de montagnes de collision présentent parfois des ophiolites, qui sont les traces :
□ de la subduction d’une lithosphère continentale sous une autre,
□ d’une lithosphère océanique incorporée lors de la collision de deux lithosphères continentales,
□ d’une croûte océanique incorporée lors de la collision de deux lithosphères continentales,
□ de roches sédimentaires portées en altitude sur la lithosphère continentale.
2 – Dans une chaîne de montagnes de collision, l’âge de la croûte continentale :
□ ne peut être établi par radiochronologie,
□ peut dépasser 4 Ga,
□ n’excède pas 200 Ma,
□ obtenu par radiochronologie, montre un âge similaire à celui de la croûte océanique.
3 – Par rapport à des chaînes de montagnes récentes, les chaînes anciennes présentent :
□ un déséquilibre isostatique de la croûte continentale sur l’asthénosphère,
□ un déséquilibre isostatique de la croûte continentale sur la lithosphère,
□ une plus forte proportion de roches formées en profondeur qui affleurent,
□ une moins forte proportion de roches formées en profondeur qui affleurent.
2ème PARTIE – Exercice 1 (3 points). Maintien de l’intégrité de l’organisme.
Quelques aspects de la réaction immunitaire
Le système ABO de groupage sanguin est fondé sur la présence de marqueurs antigéniques à la surface
des hématies. On cherche à savoir si un individu receveur (R) est compatible pour une transfusion sanguine
provenant de deux individus donneurs (D1) et (D2).
À partir de l’étude des documents, caractériser le groupe sanguin des individus D1, D2 et R puis dire
si une transfusion est envisageable.
Document 1 : le système ABO de groupage sanguin
D’après banque de schémas – académie de Dijon – modifié
http://lewebpedagogique.com/bouchaud17_TS_liban2017.docx
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Documents 2 : tests d’agglutination
2a : Principe du test
Pour déterminer le groupe sanguin d’un individu, ses hématies sont mises en contact avec des sérums
tests dans des puits différents. La réaction antigène-anticorps entraînant la formation d’un complexe immun est
rendue visible par l’agglutination (ou réunion en amas) des hématies.
2b : Résultats des tests effectués sur les individus D1, D2 et R
2ème PARTIE – Exercice 2 (Enseignement Obligatoire). 5 points. La plante domestiquée
Une histoire de tomate
La tomate Solanum lycopersicum est une plante herbacée, originaire du nord-ouest de l’Amérique du
Sud, largement cultivée pour son fruit.
En utilisant les informations des documents et les connaissances, montrer comment l’être humain a
diversifié et optimisé les variétés de tomate.
Document 1 : le fruit de la tomate
1a : Origine de la tomate
Le fruit de tomate est une baie, c’est-à-dire un fruit dont la paroi est entièrement charnue. Chez la
tomate sauvage d’origine, le fruit était de petite taille et partagé en deux loges contenant les graines.
1b : Coupes de deux fruits de tomates actuelles (taille réelle)
D’après http://agronomie.info/fr
Document 2 : obtention de nouvelles variétés chez la tomate domestiquée Solanum lycopersicum
Il existe de nombreuses variétés de tomates différant par un ou plusieurs caractères qui présentent un
intérêt en agronomie et pour la commercialisation.
- la variété pure « A », présente le caractère « jointless » intéressant pour la récolte mécanique car les
fruits se détachent en laissant leur pédoncule sur le pied de la tomate. Cette variété présente une « maturation
normale ».
- la variété pure « B » présente une « maturation ralentie » et se conserve plus longtemps mais ne
possède pas le caractère « jointless ».
Le résultat d’un croisement entre « A » et « B » permet d’obtenir uniquement des plants dont les fruits
sont à « maturation ralentie » mais qui ne présentent pas le caractère « jointless ».
Le croisement d’individus de cette première génération avec des plants de la variété « A » permet
d’obtenir à la génération suivante, à la fois :
- des plants « non jointless » et « maturation ralentie »
- des plants « jointless » et « maturation ralentie »
- des plants « non jointless » et « maturation normale »
- des plants « jointless » et « maturation normale ».
D’après http://svt-coubertin.info
http://lewebpedagogique.com/bouchaud17_TS_liban2017.docx
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Document 3 : maturation de la tomate
Une variété transgénique Lycopersicon esculentum-1345-4 se caractérise par des fruits qui ne
pourrissent pas.
3a : Production d’éthylène et maturation des fruits
D’après SVT – TS – collection M. Jubault-Bregler, 2012
L’éthylène est une substance reconnue pour jouer un rôle clé dans la maturation puis le pourrissement
des fruits. In vitro, il est possible d’obtenir une maturation de la tomate avec application d’une source extérieure
d’éthylène.
3b : la production d’éthylène, une voie métabolique
Document 4 : effet de la transgénèse dans les cellules de Lycopersicon esculentum-1345-4
D’après http://www.academie-en-ligne.fr
http://lewebpedagogique.com/bouchaud17_TS_liban2017.docx
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2ème PARTIE – Exercice 2 (Enseignement de spécialité). 5 points. Energie et cellule vivante.
La fabrication du vinaigre de cidre
Le vinaigre de cidre est obtenu à partir de jus de pomme, transformé grâce à l’activité métabolique de
microorganismes.
En utilisant les informations des documents et les connaissances, expliquer les mécanismes
métaboliques permettant la fabrication du vinaigre de cidre.
Document 1 : composition du jus de pomme, cidre et vinaigre pour 100 g de produit
Eau
Glucides dont glucose et fructose
Protéines
Lipides
Éthanol
Acide acétique ou éthanoïque
Sodium
Jus de pomme
87 g
11 g
0,1 g
0,1 g
0
0
0,002 g
Cidre
87 g
2,3 g
0,1 g
0,1 g
3,2 g
0
0,002 g
Vinaigre de cidre
87 g
0,7 g
0,1 g
0,1 g
0,06 g
5g
0,002 g
D’après http://informationsnutritionnelles.fr
Document 2 : étude expérimentale de la transformation du jus de pomme
À l’aide d’un montage ExAO, on mesure les variations de différents paramètres dans un mélange de jus
de pomme en présence de levures du genre Saccaharomyces cerevisiae.
D’après SVT – TS – collection C. Lizeaux & D. Baude, 2012
Document 3 : Le métabolisme des levures
Levures Saccaharomyces cerevisiae observées au microscope électronique (à gauche : en anaérobiose ;
à droite : en aérobiose)
H : hyaloplasme ; N : noyau ; M : mitochondrie ; V : vacuole D’après http://mtkfr.accesmad.org
Document 4 : la fabrication du vinaigre de cidre
Ce vinaigre est obtenu à partir de cidre laissé au contact de l’air et sur lequel se développe un voile à
consistance gélatineuse appelé « mère du vinaigre ».
http://lewebpedagogique.com/bouchaud17_TS_liban2017.docx
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4a : observation microscopique de la « mère du vinaigre »
D’après http://www.jeulin.fr/bacteries-du-vinaigre.html
4b : la fermentation acétique, une voie métabolique de la bactérie Acetobacter aceti
D’après http://www.web-sciences.com
http://lewebpedagogique.com/bouchaud17_TS_liban2017.docx
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Correction.
1ère PARTIE : (8 points). Le domaine continental et sa dynamique
Synthèse (sur 5 points)
Montrer en quoi des indices géologiques témoignent d’une collision continentale lors de la formation
d’une chaîne de montagnes.
Introduction avec problématique à prévoir. Termes clés à définir : collision continentale / indices géologiques.
Sont attendus (ici exposés très rapidement) dans cette synthèse assez courte :
I. Les indices tectoniques.
Plis (à définir), failles inverses (à définir), et chevauchements / charriages (à définir).
Un schéma d’un des marqueurs est à prévoir.
II. Les indices pétrographiques.
Métamorphisme (gneiss), migmatites (traces de fusion partielle). Notion de minéraux métamorphiques
marqueurs des conditions de Pet T dans les gneiss : exemple Sillimanite, disthène. Grille PT possible en schéma.
III. Les indices de l’épaississement crustal (= échelle de la croûte en entier).
Le prisme d’accrétion crustal (= empilement d’écailles de croûte est également un indice témoignant de la
collision continentale. Schéma possible : racine crustale et Moho, schéma d’un prisme d’accrétion crustal)
Conclusion : ouverture possible vers l’effacement des reliefs (disparition de la racine crustale, remontée des
roches formées en profondeur)…
QCM (sur 3 points)
1 – Les chaînes de montagnes de collision présentent parfois des ophiolites, qui sont les traces :
□ d’une lithosphère océanique incorporée lors de la collision de deux lithosphères continentales,
2 – Dans une chaîne de montagnes de collision, l’âge de la croûte continentale :
□ peut dépasser 4 Ga,
3 – Par rapport à des chaînes de montagnes récentes, les chaînes anciennes présentent :
□ une plus forte proportion de roches formées en profondeur qui affleurent,
2ème PARTIE – Exercice 1 (3 points). Maintien de l’intégrité de l’organisme.
Problématique à indiquer : détermination des groupes sanguins des individus D1, D2 et R puis voir si
une transfusion est envisageable de D1 ou D2 vers R.
Il s’agit d’un exercice assez original / programme, et qui demande de rédiger assez longuement.
Document 1.
Groupe sanguin A : présente des « marqueurs » A (molécules A). IG présentes : anti-B
Groupe sanguin B : présente des « marqueurs » B (molécules B). IG présentes : anti-A
Groupe sanguin AB : présente des « marqueurs » A et des « marqueurs » B (molécules A et B). Aucune IG
présente dans le sérum.
Groupe sanguin O : ne présente aucun « marqueur ». IG présentes : anti-A et anti-B
Document 2.
Individu D1 : amas d’hématies avec les AC anti-A et anti-B = complexes immuns dans avec les deux
populations d’AC et les IG. Individu qui présente donc les marqueurs A et B. Groupe sanguin AB
Individu D2 : aucun amas d’hématies avec AC anti-A et anti-B = aucun complexe immun dans les deux
populations d’AC et les IG. Individu qui présente donc aucun marqueur A et B. Groupe sanguin O
Individu R : amas d’hématies avec les AC anti-A uniquement = complexes immuns avec les d’AC anti-A.
Individu qui présente donc les marqueurs A. Groupe sanguin A.
R étant de groupe A, il possède des IG anti B : il ne peut donc recevoir du sang de D1 qui est AB.
Il peut par contre recevoir du sang de D2 qui est O.
2ème PARTIE – Exercice 2 (Enseignement Obligatoire). 5 points. La plante domestiquée
Une histoire de tomate
Problématique : montrer comment l’Homme a diversifié et optimisé les variétés de tomate.
Exercice pas évident car les documents sont assez déconnectés les uns des autres, et qu’il fait appel à des
connaissance du thème de génétique alors que ce n’est pas indiqué !
Document 1.
Données extraites des documents 1a et b (recopiage…).
- Le fruit de tomate est une baie (fruit charnu).
- Tomate sauvage (non domestiquée) : fruit de petite taille et partagé en deux loges contenant les graines.
- Tomate domestiquée « horticole » : fruit de grosse taille (masse de 50 à 100 g) et trois loges
http://lewebpedagogique.com/bouchaud17_TS_liban2017.docx
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- Tomate cerise (petite variété) : faible masse et taille, deux loges. Cette tomate semble plus proche de la tomate
sauvage.
Document 2.
- Deux variétés de souches pures sont croisées : « A » présentant le caractère « jointless » intéressant
pour la récolte mécanique car les fruits se détachent en laissant leur pédoncule sur le pied de la tomate.
Cette variété présente une « maturation normale ».
- « B » présentant une « maturation ralentie » et se conservant plus longtemps mais ne possédant pas le
caractère « jointless ».
- Croisement entre « A » et « B » = plants dont les fruits sont à « maturation ralentie » mais qui ne
présentent pas le caractère « jointless ».
- Les lignées parentales sont de souches pures, donc homozygotes. Pour les deux caractères étudiés,
maturation ralentie est donc dominant par rapport à maturation normale. De même jointless est récessif
par rapport à l’absence de jointless.
- Deuxième génération : hétérozygote par l’homozygote doublement récessif A (test-cross) fait apparaître
4 phénotype (suite au brassage dont on ne peut préciser le type du fait qu’on a accès à aucune
proportion), et à la rencontre avec les gamètes de l’homozygote (fécondation).
Ainsi, les brassages dus à la reproduction sexuée (méiose et fécondation) permettent d’obtenir une diversité
de tomates.
Documents 3.
- Une variété transgénique Lycopersicon esculentum-1345-4 se caractérise par des fruits qui ne
pourrissent pas.
- Chez les fruits témoins (non transformés), la production d’éthylène varie au cours du temps (après
pollinisation). Elle augmente très rapidement 32 jours après pollinisation pour atteindre un maximum à
35 jours, avant de décroître assez rapidement.
- L’éthylène jouant un rôle dans la maturation puis le pourrissement des fruits, cela montre que la tomate
est mûre environ 35j après pollinisation. Après, elle va pourrir progressivement.
- Chez le fruit transgénique, la production d’éthylène reste nulle au cours du temps : le fruit se conservera
donc plus longtemps (sans pourrir). Il pourra toutefois mûrir puisqu’ il est possible d’obtenir une
maturation de la tomate avec application d’une source extérieure d’éthylène (donc maturation
contrôlée).
- Il faut une enzyme (ACC oxydase) pour produire l’éthylène à partir d’une molécule précurseur
(l’ACC). Cette réaction enzymatique consomme de l’O2.
Document 4.
Chez la tomate transgénique Lycopersicon esculentum-1345-4, on intègre un transgène au génome de la
plante. Ce transgène va être transcrit en ARNm. Cette molécule d’ARNm monocaténaire va alors s’hybrider par
complémentarité à une partie de l’ARNm du gène produisant l’ACC oxydase. De ce fait, l’ARNm de l’ACC
oxydase ne pourra être traduit. Il n’y aura donc pas de production d’ACC oxydase, et a fortiori d’éthylène par la
tomate transgénique, permettant une plus grande conservation.
Conclusion
Pour diversifier et optimiser les variétés de tomates, l’Homme peut avoir recours :
- Aux mécanismes de la reproduction sexuée (méiose et fécondation), permettant d’obtenir par
croisement des hybrides aux nouvelles propriétés intéressantes ;
- Avoir recours aux techniques du génie génétique (transgénèse qui modifie le génome des plantes).
2ème PARTIE – Exercice 2 (Enseignement de spécialité). 5 points. Energie et cellule vivante.
La fabrication du vinaigre de cidre
Problématique : comment l’activité métabolique de microorganismes permet-elle l’obtention de vinaigre de cidre
à partir du jus de pomme ?
Sujet intéressant, mais proche d’autres sujets déjà tombés. La seule originalité réside dans l’exploitation de la
fermentation acétique.
Document 1.
Il compare la composition de trois « boissons » : jus de pomme (base pour faire du cidre et du vinaigre de cidre),
cidre et vinaigre de cidre.
Points communs :
-même teneur en eau, en lipides, en protéines et en sodium dans les trois.
Différences :
- teneur en glucides (dont glucose et fructose) décroissante entre jus de pomme, cidre et vinaigre de cidre.
- taux d’éthanol nul dans le jus de pomme, presque nul dans le vinaigre de cidre, « élevé » dans le cidre.
- Absence d’acide éthanoïque (ou acétique) dans le jus de pomme et le cidre, teneur élevée dans le vinaigre.
Une valeur de temps en temps est à indiquer.
http://lewebpedagogique.com/bouchaud17_TS_liban2017.docx
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Faire ressortir les différences majeures / jus de pomme : le cidre contient un alcool, le vinaigre de l’acide
acétique. Il y a donc des transformations par rapport à la boisson de base.
Document 2.
- Exploitation de données ExAO dans un milieu constitué de jus de pomme et de levures (S. cerevisiae).
Note. Le document ne semble pas adapté aux conditions de l’expérience puisque la respiration débute à 1,5 min
environ (probable ajout d’un substrat glucidique).
- Entre 1,5 et 3,5 min, baisse de la concentration en O2, faibles augmentations des concentrations en CO2
et éthanol. Les levures consomment du O2 (et produisent très peu de CO2 et éthanol) = elles respirent.
- En absence d’O2, les concentrations en CO2 et éthanol finissent par augmenter fortement. Les levures
produisent du CO2 et de l’éthanol. En absence d’O2, les levures fermentent (fermentation alcoolique).
Cela permet l’obtention du cidre (qui contient de l’éthanol).
Document 3.
En aérobiose (= avec O2), les levures contiennent des mitochondries dans leur hyaloplasme (on
reconnaît les crêtes mitochondriales). Cela confirme la voie respiratoire puisque la mitochondrie est l’organite de
la respiration cellulaire.
En anaérobiose, les levures ne contiennent pas de mitochondrie. Elles ne peuvent donc effectuer la
respiration, mais uniquement la glycolyse, suivie d’une voie fermentaire.
Ce document confirme les résultats du document 2.
Notez qu’il y a des lettres dans les légendes, mais elles n’apparaissent pas dans les schémas d’origine !
Documents 4.
- Le vinaigre de cidre est obtenu à partir de cidre laissé au contact de l’air et sur lequel se développe un voile à
consistance gélatineuse appelé « mère du vinaigre ».
- La mère du vinaigre contient des bactéries aérobies : Acetobacter aceti en grand nombre.
- Ces bactéries effectuent de la fermentation acétique à partir de l’éthanol produit par la fermentation alcoolique
des levures.
Conclusion.
Pour obtenir du vinaigre de cidre, il faut :
- Que les levures Saccaharomyces cerevisiae effectuent, en milieu anaérobie, une fermentation
alcoolique qui génère de l’éthanol. On obtient alors le cidre ;
- Qu’à partir du cidre laissé à l’air libre, les bactéries Acetobacter aceti effectuent une fermentation
acétique à partir de l’éthanol produit par les levures, ce qui produit de l’acide acétique et donc du
vinaigre de cidre !
http://lewebpedagogique.com/bouchaud17_TS_liban2017.docx
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