5 pts - 1ère S

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CLASSE DE 1ère S - DURÉE 3H00
DST DE SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE
CALCULATRICES INTERDITES
1) RESTITUTION ORGANISÉE DES CONNAISSANCES (5 PTS)
L’osmose est la diffusion passive (sans dépense d’énergie) d’eau à travers une membrane semi-perméable.
Lorsque 2 milieux de concentrations différentes sont séparés par une membrane semi-perméable, l’eau diffuse toujours depuis le milieu hypotonique
(le moins concentré) vers le milieu hypertonique (le plus concentré). Cette diffusion se poursuit jusqu’à isotonie c’est à dire égalité des concentrations,
ou jusqu’à l’équilibre des pressions osmotiques.
Les racines d’une plante sont en contact avec la « solution du sol » (liquide riche en sels minéraux que l’on pourrait extraire par centrifugation d’un
sol). Lorsqu’il pleut, la solution du sol se dilue ; elle est moins concentré. Cette solution du sol devient alors hypotonique par rapport à la plante. L’eau
passe alors de la solution du sol vers la plante. Les vacuoles des cellules se gorgent d’eau et la plante est en turgescence. C’est l’état normal des
cellules végétales.
Si il a sécheresse, l’eau de la solution du sol s’évapore et la concentration de la solution du sol augmente. Elle devient hypertonique par rapport à la
plante. L’eau quitte alors les vacuoles des cellules végétales pour passer dans le sol. Les vacuoles se rétractent, entraînant la rétraction du cytoplasme.
La membrane cytoplasmique se décolle de la paroi pecto-cellulosique. C’est la plasmolyse.
Si la plasmolyse est trop importante, cela peut entraîner un déchirement de la membrane cytoplasmique, et par suite, la mort de la plante. La plante
réagit en puisant de façon active des sels minéraux dans le milieu extérieur (avec dépense d’énergie). Ce pompage lui permet d’augmenter la
concentration en sels de son milieu intérieur ; elle reste ainsi hypertonique par rapport à la solution du sol, de telle sorte que l’eau continue à pénétrer.
Ainsi l’osmose passive et le pompage actif sont deux mécanismes permettant de maintenir la plante en équilibre avec son milieu de vie.
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2) (RÉSOLUTION D’UN PROBLÈME), EXPLOITATION DE DOCUMENTS, (CONNAISSANCES) (12
PTS)
Les expériences historiques de Claude Bernard en 1855.
1) Quelle problématique se posait à Claude Bernard ?
Un chien est soumis à un régime alimentaire sans sucre ; malgré cela du sucre est trouvé en abondance dans le sang de l’animal, bien qu’il n’y en est
aucune trace dans les intestins. Claude Bernard se posa alors la question de savoir quelle pouvait être l’origine de ce sucre.
2) Quels renseignements apporte cette expérience dite « du foie lavé » ?
Dés que le foie est enlevé de l’animal, il est lavé de telle sorte qu’aucune trace de sucre ne soit perceptible. Pourtant 24h après, le foie est pourvu de
sucre. Ainsi il existe dans le foie une substance non soluble capable de libérer du sucre avec le temps. Le foie est donc un organe de stockage du sucre,
mais sous une forme insoluble (nota : Claude Bernard donna le nom de glycogène à cette substance insoluble).
Valeur de la glycémie chez un chien après et avant un repas.
3) Quels renseignements apporte ce document ?
On observe qu’après un repas la glycémie dans la veine sus-hépatique est inférieure à la glycémie de la veine porte. On peut supposer que le foie
stocke du glucose.
On observe qu’avant un repas la glycémie dans la veine sus-hépatique est supérieure à la glycémie de la veine porte. Le foie a libéré du glucose du
glucose.
On observe que la glycémie dans la veine sus-hépatique est toujours de 1g/L avant ou après un repas. Il existe un système de régulation.
Ainsi le foie stocke ou libère du glucose afin de réguler la glycémie dans l’organisme.
Rôle du foie.
4) D’après vos connaissances, quel est le rôle du foie ?
Lorsque la glycémie est supérieure à 1g/L, le foie peut transformer le glucose en glycogène ; c’est la glycogénogenèse, assurée par une enzyme
glycogénogènase. Le glycogène est un polymère insoluble de glucose.
A l’inverse lorsque la glycémie descend en dessous de sa valeur de consigne, le foie peut hydrolyser le glycogène et libérer du glucose. C’est la
glycogènolyse assurée par une enzyme glycogènase.
Ainsi le foie régule la glycémie à une valeur de consigne : 1g/L.
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Rôle du pancréas endocrine.
5) Quels renseignements apportent les documents A et B sur la régulation de la glycémie ?
Le document A montre l’évolution de la glycémie chez des chiens pancréatectomisés. On observe que plus le temps passe, plus la glycémie augmente ;
en parallèle le nombre de chiens diminue. Le pancréas joue donc un rôle important dans la régulation de la glycémie.
Si on greffe un fragment de pancréas à l’animal en rétablissant la circulation sanguine, les effets de la pancrétectomie s’estompent. Ainsi le pancréas
joue un rôle dans le maintien d’une glycémie constante par l’intermédiaire de substances déversées dans la circulation sanguine : l’action du pancrés se
réalise donc par la voie hormonale.
On extrait et on purifie deux substances (A et B) produites le pancréas endocrine.
6) Quels renseignements apportent les documents A et B sur la régulation de la glycémie ?
On observe que la substance A augmente la glycémie, donc favorise la libération de glucose. La substance A ayant été déversée dans le sang agit sur
des cellules cibles. La substance A est une hormone hyperglycémiante.
On observe que la substance B fait baisser la glycémie, donc favorise la rétention de glucose. La substance B ayant été déversée dans le sang agit sur
des cellules cibles. La substance B est une hormone hypoglycémiante.
7) Connaissance - Quelles sont les substances A et B, par quoi sont-elles produites ?
La substance A est une hormone hyperglycémiante ; il s’agit du glucagon, hormone fabriquée par les cellules alpha des îlots de Langerhans du
pancréas. La substance B est une hormone hypoglycémiante ; c’est l’insuline, hormone hypoglycémiante fabriquée par les cellules bêta des îlots de
Langerhan du pancréas.
Le pancréas endocrine.
8) Quels renseignements apporte ce document sur la régulation de la glycémie ?
On observe que pendant l’heure qui précède l’ingestion de glucose, la glycémie est constante et que les taux d’insuline et de glucagon sont constants et
non-nuls. Ainsi les deux hormones sont-elles produites constamment par le pancréas.
Toutefois lors de l’ingestion de glucose, qui provoque une hyperglycémie, on observe une forte augmentation d’insuline en même temps qu’une
diminution de la quantité de glucagon. Ainsi le pancréas a réagi à l’hyperglycémie en diminuant la production d’hormone hyperglycémiantes et en
augmentant la quantité d’hormones hypoglycémiantes.
9) (connaissances) - Expliquez rapidement comment réagit le pancréas lorsqu’il détecte une anomalie glycémique.
(voir le cours)
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10) Proposez un schéma de régulation de la glycémie.
(voir le cours).
Le diabète.
11) Exploitez ces document pour donner les caractéristiques de ce diabète.
On observe qu’au cours des 60 minutes qui précèdent l’ingestion de glucose, le sujet normal à une glycémie de 1g/L alors que le sujet diabétique a une
glycémie de 2g/L. Or la production d’insuline du sujet diabétique est égale voire supérieure à celle du sujet normal. Tout se passe comme si l’insuline
ne remplissait pas son rôle.
Après ingestion de glucose, on observe que la glycémie grimpe en flèche chez le sujet diabétique ; de l’insuline est produite mais en quantité plus
faible et moins rapidement que chez le sujet normal, mais là encore cette insuline semble avoir des effets limités.
Le diabète présenté ici se caractérise par une production d’insuline plus faible que la normale mais surtout par l’incapacité de la molécule à jouer son
rôle.
12) Connaissances – Quel type de diabète est envisagé ici ; quelle en est la cause ?.
Il s’agit d’un diabète de type 2, dit insulino-résistant. Il se manifeste en général chez les personnes d’âge mûr et est lié surtout à la destruction des
récepteurs hépatiques à l’insuline, et aussi dans une moindre mesure à l’insuffisance de production d’insuline par les cellules bêta des îlots de
Langerhans.
3) RÉSOLUTION D’UN PROBLÈME (3 PTS)
1) A quel moment de la mitose l’observation ci-dessus peut-elle être faite ? Justifiez.
La colchicine est un poison qui dissout les fibres des fuseaux mitotiques. La cellule est alors bloquée en métaphase. Un choc osmotique à l’eau distillée
fait éclater les cellules et les chromosomes se dispersent. On peut alors facilement les observer.
2) A l'aide de schémas titrés, expliquez à quel moment précis et au cours de quel cycle cellulaire a été réalisée l'observation traduite par le dessin.
3) Immédiatement après la division dessinée ici, les cellules filles sont replacées dans un milieu normal (milieu sans BrdU, à thymine normale).
Définissez l'aspect (ou les aspects) prévisibles(s) des chromosomes au cours du cycle cellulaire, à la même phase que celle présentée dans le
document.
Vous vous reporterez aux corrigés des contrôles des années précédentes pour la réponse à ces 2 questions.