B. Ecrire le mot caché dans les cases grisées et en donner une définition.

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1 EXERCICES DE MISE À NIVEAU SVT : Programme de Seconde ÉTÉ 2016 Thème 1 : La Terre dans l Univers, la vie et l évolution de la vie : une planète habitée Exercice 1 : Incollable sur la cellule! Repérer les affirmations exactes et corriger celles qui sont fausses en justifiant la réponse. a. Une cellule eucaryote est une cellule sans organite. b. La cellule est la plus petite unité vivante que l on connaisse. c. Une membrane cellulaire est une frontière perméable qui délimite une cellule. d. Chez les bactéries, il n y a pas d information génétique car ce sont des cellules eucaryotes. e. Une cellule échange de la matière avec son environnement. f. Le métabolisme d une cellule n est pas codé génétiquement. g. Le métabolisme d une cellule ne dépend pas des conditions du milieu dans lequel elle se trouve. h. Les bactéries sont des cellules procaryotes dépourvues de métabolisme. Exercice 2 : Les constituants chimiques des êtres vivants A. Ecrire dans la grille, en face du numéro correspondant, le mot correspondant à chacune des définitions cidessous. 1. Nom donné aux différents atomes que les physiciens et chimistes recensent dans l univers. 2. Une des trois familles de molécules organiques carbonées contenant entre autres les protéines. 3. Une des trois familles de molécules organiques carbonées regroupant les sucres et l amidon. 4. Un des trois principaux éléments chimiques constituant la matière vivante. 5. Elément chimique commun à toutes les molécules organiques, mis en évidence par le noircissement de l échantillon chauffé. 6. Molécule constituant en moyenne 70% de la masse d un être vivant. 7. Qualificatif donné aux molécules constituant la matière inerte. 8. Une des trois familles de molécules organiques carbonées regroupant les huiles et graisses. B. Ecrire le mot caché dans les cases grisées et en donner une définition. Exercice 3 : Incollable sur la matière qui compose le vivant! Repérer les affirmations exactes et corriger celles qui sont fausses en justifiant la réponse. a. Le vivant est constitué uniquement d eau et de matière organique. b. La matière vivante se caractérise par sa richesse en quelques éléments chimiques principaux : carbone, hydrogène, oxygène. c. Une molécule organique comporte toujours l élément carbone. d. Les principales catégories de molécules organiques qui constituent le vivant sont : les glucides, les protides, les lipides et l eau. e. Toute molécule contenant du carbone est une molécule organique. f. L acide oléique C 18O 2H 34 est une molécule organique. g. L argile Si 2O 5Al 2(OH) 4 est une molécule organique. h. Les êtres vivants sont aussi constitués de substances minérales dont l eau qui est leur constituant majeur. i. Les êtres vivants présentent une unité chimique, indice de leur parenté. 1

2 Exercice 4 : Vivant ou pas? Lors d une sortie sur le terrain, deux collégiens se disputent sur la nature d une structure présente sur un vieux mur. Chacun a son idée : Yves pense qu il s agit d une minéralisation d oxyde de soufre ; Corentin pense qu il s agit d un être vivant qui vit sur les murs. De retour en classe, différents test chimiques et biochimiques sont réalisés. Molécules Tests effectués Résultats recherchées Soufre Test au permanganate de Négatif potassium Glucides Liqueur de Fehling (sucres Négatif réducteurs glucose) Lipides Rouge soudan Positif Protéines Test du Biuret positif! Départager les deux collégiens en justifiant votre réponse. Exercice 5 : ADN et information génétique Pour chaque affirmation, recopier la proposition correcte. 1. L ADN est : a. Une molécule constituée de deux brins d acides aminés reliés entre eux par des liaisons hydrogène. b. Une molécule constituée de deux chaînes de nucléotides. c. Une molécule composée de l association linéaire de quatre nucléotides A, T, U, G. d. Une cellule polynucléotidique. 2. La transgénèse : a. Correspond à l injection d une protéine dans la cellule-œuf du receveur. b. Correspond au transfert d un gène dans le noyau d une cellule de l organisme donneur. c. Correspond au transfert d un fragment d ADN correspondant à un caractère héréditaire nouveau chez le receveur. d. Est à l origine d un OGM, Organisme Génétiquement Malade. 3. Une mutation est : a. A l origine d un OGM. b. Une modification ponctuelle affectant la molécule d ADN. c. Forcément à l origine d un nouveau caractère. d. Un argument fort de l origine commune de l ensemble des êtres vivants. 4. L allèle est la version : a. D une protéine. b. D un gène. c. D un caractère. d. D un chromosome. Exercice 6 : La structure de l ADN Représenter sous forme d un schéma légendé une portion de molécule d ADN comprenant au total 6 nucléotides. Exercice 7 : Incollable sur l ADN Repérer les affirmations exactes et corriger celles qui sont fausses en justifiant la réponse. a. La transgénèse montre que l information génétique est contenue dans la molécule d ADN. b. La transgénèse montre que le langage de l ADN est propre à chaque espèce. c. La molécule d ADN est uniquement présente chez les animaux. d. Une molécule d ADN est constituée de deux chaînes de nucléotides identiques. e. Dans l ADN, il y a autant d adénine que de thymine. f. Sur l ADN de différentes espèces, les nucléotides se succèdent toujours dans le même ordre. 2

3 g. La diversité des individus est due à la transgénèse. h. Les mutations sont des modifications de la séquence des nucléotides de l ADN. i. La séquence des nucléotides de l ADN peut subir des modifications brutales et ponctuelles : on parle de mutation. j. La molécule d ADN étant organisée de façon différente selon les espèces, on ne peut pas l utiliser comme indice de la parenté entre les êtres vivants. Exercice 8 : Production de Maïs transgénique Une expérience de transgénèse (Hatier 2 nde programme 2010) La Pyrale du Maïs est un insecte dont la larve s attaque aux plants de maïs en consommant les tiges, les feuilles et en infestant les épis. Une bactérie appelée Bacillus thuringensis produit une substance chimique, appelée Bt, toxique pour la larve de la Pyrale, mais inoffensive pour l Homme. La synthèse de la toxine Bt est codée par le gène Bt.! A l aide du document, rédiger un texte court expliquant le principe de la transgénèse et précisant, pour l exemple étudié, l organisme donneur, l organisme génétiquement modifié et le nouveau caractère acquis. Exercice 9 : Texte rédigé par un élève de seconde Suite à l observation et la dissection de deux vertébrés en classe, un élève de seconde rédige un texte bilan de sa séance.! Critiquer le bilan fait par cet élève en recopiant le texte tout en corrigeant les fautes qui se sont glissées dans celui-ci. Bilan de l élève : Tous les vertébrés ont une organisation commune. Ils possèdent tous des ressemblances externes comme : - une tête, un corps et une queue. - deux axes de polarités ; un axe antéro-dorsal et un axe ventro-postérieur. - un axe de symétrie axiale qui coupe l animal en deux. Les êtres vivants possèdent également une organisation commune interne : ils ont tous un crâne, une colonne vertébrale et des pattes. Leur système nerveux qui passe au travers des vertèbres est ventral. Les organes à l intérieur de l animal sont les mêmes. Les vertébrés ont donc un ancêtre commun car ils se ressemblent beaucoup. Exercice 10 : Biodiversité et sélection naturelle Pour chaque affirmation, recopier la proposition correcte. 1. La biodiversité correspond à : a. La diversité des atomes dans une molécule. b. La diversité des cellules au sein d un organisme. c. La diversité des écosystèmes, des êtres vivants au sein d un milieu. d. La diversité des roches au sein d un écosystème. 2. La biodiversité actuelle : a. Est identique depuis plusieurs millions d années. b. N évoluera pas dans les années à venir. c. N est qu une étape de l évolution des êtres vivants. d. Est indépendante de l évolution des êtres vivants. 3

4 3. L évolution de la biodiversité : a. Est constante depuis 400 Ma. b. S accompagne toujours d une réduction du nombre des espèces. c. S accompagne toujours d une augmentation du nombre des espèces. d. Peut s expliquer par des modifications de l environnement. 4. Des individus appartenant à la même espèce : a. Possèdent systématiquement les mêmes allèles. b. Possèdent les mêmes gènes. c. Occupent obligatoirement le même écosystème. d. Possèdent des gènes différents. 5. Les mutations : a. Ne modifient pas la biodiversité. b. Permettent de faire se reproduire entre elles des espèces différentes. c. Sont source d évolution. d. Sont toujours source d anomalies. 6. La sélection naturelle : a. Est responsable de l évolution des êtres vivants. b. Est une modification aléatoire de la diversité des allèles. c. Est responsable de dérive génétique ; d. Est le résultat de l évolution des espèces vivantes. Exercice 11: Comparer des caractères chez différentes espèces de vertébrés pour établir des parentés Rappel : au sein de la biodiversité, des parentés existent qui fondent les groupes d êtres vivants. Les parentés d organisation des espèces d un groupe suggèrent qu elles partagent toutes un ancêtre commun. D après les seules données de ce tableau et le rappel, répondre aux questions suivantes : 1. Quelles sont les espèces possédant un squelette osseux? 2. Quel est le nombre d espèces possédant une pièce basale unique et plus de trois vertèbres cervicales? 3. Avec quelle(s) espèce(s) l Homme présente-t-il la plus étroite parenté? Justifier. Exercice 12: Diversité génétique et sélection naturelle L escargot des haies (Cepaea nemoralis) est une espèce d escargot dont la coquille est extrêmement variable (doc. 1). L ornementation de sa coquille (présence ou absence de bandes sombres sur la coquille) est codée génétiquement. L ornementation de la coquille de cet escargot est donc un caractère héréditaire. Doc 1 : ornementation possible des coquilles de l escargot des haies 1. Un seul gène code pour l ornementation de la coquille. Expliquer l origine de la diversité d ornementation des coquilles des escargots étudiés. 4

5 L escargot des haies possède de nombreux prédateurs dont la grive musicienne. Pour éviter d être mangé par cet oiseau, les escargots doivent pouvoir se camoufler dans leur environnement. Doc 2 : taux de prédation des escargots des haies par les grives musiciennes en fonction des conditions du milieu L habitat de l escargot des haies est très varié. On peut le rencontrer dans les forêts, les haies, les friches, les dunes, les prairies. En forêt, l environnement dans lequel on rencontre l escargot des haies est relativement uniforme et sombre, composé en particulier de feuilles mortes. En revanche, dans les prairies, les herbes plus ou moins hautes forment un habitat à l éclairement hétérogène. 2. Comparer les taux de prédation des escargots aux coquilles uniformes, puis ornementées, en fonction de l environnement qu ils occupent (donner les valeurs chiffrées). 3. Expliquer pourquoi les escargots aux coquilles uniformes survivent mieux en forêt que les escargots à coquilles ornementées. 4. Quel mécanisme évolutif explique ces observations? Thème 2 : Enjeux planétaires contemporains : énergie, sol Exercice 13 : Mots croisés Compléter la grille en retrouvant les huit mots correspondant aux définitions proposées. Définitions proposées : 1. Pigment capable de convertir l énergie lumineuse en énergie chimique. 2. Prélevées par les organismes chlorophylliens, ces molécules sont nécessaires à la production de matière organique. 3. Constituant majeur des êtres vivants 4. Ensemble des molécules fabriquées lors de la photosynthèse. 5. Enveloppes terrestres constituée de l ensemble des êtres vivants. 6. Processus réalisé par tous les premiers maillons des chaînes alimentaires. 7. Molécule gazeuse indispensable à la réalisation de la photosynthèse. 8. Condition indispensable à la réalisation de la photosynthèse. 5

6 Exercice 14 : La photosynthèse Recopier les propositions en corrigeant celles qui sont fausses. 1. La photosynthèse est un ensemble de réactions dont l objectif pour les végétaux est de produire du dioxygène. 2. Elle nécessite, pour avoir lieu, l apport d énergie lumineuse. 3. Elle nécessite aussi l apport de matière organique. 4. Lors de la photosynthèse, du dioxyde de CO 2 est libéré et de l O 2 absorbé. 5. Elle se passe dans un organite appelé chlorophylle. 6. La chlorophylle est l atome qui permet de capter l énergie lumineuse. 7. La biomasse correspond à l ensemble de la matière organique en un lieu donné. 8. La productivité primaire correspond à la masse de matière organique produite par tous les êtes vivants d un lieu donné en fonction du temps. 9. En milieu continental, ce sont les forêts qui présentent la plus forte productivité primaire. Exercice 15 : La photosynthèse en un schéma Réaliser un schéma-bilan montrant que la photosynthèse est un métabolisme permettant la production de matière organique gâce à l énergie lumineuse chez les végétaux. Le schéma indiquera les molécules impliquées, ainsi que les éléments du végétal où a lieu ce métabolisme. Exercice 16 : La fenêtre à huile Le document ci-contre représente les transformations subies par la matière organique accumulée dans un bassin sédimentaire au fur et à mesure de son enfouissement. 1. Sur la partie graphique de ce document, que mesure-ton? En fonction de quoi la mesure-t-on? 2. Relever le nom que l on donne à la matière organique enfouie qui a déjà subi une première transformation (dégradation biochimique) par des bactéries spécialisées. 3. Au fur et à mesure de son enfouissement, la matière organique subit une deuxième transformation. Indiquer quel semble être le paramètre responsable de cette dégradation. 4. Relever la profondeur à partir de laquelle le taux d hydrocarbures générés dépasse les 5%. 5. Les hydrocarbures générés peuvent prendre la forme d huile. Le pétrole en est un exemple. Relever la profondeur que doit atteindre la matière organique lors de son enfouissement pour se transformer en huile. Relever également la profondeur qu elle ne doit pas dépasser. (Ces deux profondeurs constituent les limites d un domaine où la matière organique peut se transformer en huile, on l appelle la «fenêtre à huile»). 6. Relever la profondeur à laquelle on obtient un maximum d huile. 7. A cette profondeur, relever le taux de gaz produit. 8. Il y a 300 Ma, à Autun, le contexte tectonique et sédimentaire a permis à une très grande quantité de matière organique d être enfouie et protégée de la décomposition. La profondeur atteinte par ces couches de sédiments ne dépasse pas m. Que pouvez-vous dire de l évolution de cette matière organique? Exercice 17 : Pétrole et charbon Retrouver les affirmations exactes et corriger celles qui sont fausses, en justifiant les corrections. 1. Le pétrole se forme si les restes d organismes se déposent dans les sédiments riches en dioxygène. 2. Le pétrole et le charbon correspondent à une forte fraction de matière organique provenant d un environnement de haute productivité transformée par les décomposeurs. 3. Lorsque le phytoplancton meurt, ses molécules évoluent en pétrole si elles s accumulent. 4. Le pétrole est une ressource énergétique de l avenir. 6

7 5. Le charbon se trouve sous forme de gisement lorsqu une très grande quantité de débris végétaux se dépose dans une zone qui s enfonce. 6. L extraction du charbon à ciel ouvert entraîne la production de gravats et induit des conséquences sur l écosystème environnemental. 7. Le charbon est une roche formée à partir de carbone minéral. 8. C est sous l action de l enfouissement, de l augmentation de température et de bactéries que la matière organique se transforme en plusieurs dizaines de millions d années en pétrole. Thème 3 : Corps humain et santé : l exercice physique Exercice 18 : Effort physique et consommation accrue de O 2 Retrouver les affirmations exactes et corriger celles qui sont fausses, en justifiant les corrections. 1. Le dioxygène est une source d énergie pour les muscles. 2. Lors d un effort physique, toute l énergie consommée par les muscles est convertie en énergie. 3. L augmentation du débit ventilatoire lors d un effort physique modéré permet de s adapter aux besoins accrus des muscles en dioxygène. 4. L entrainement physique régulier permet de lutter contre l obésité. 5. Le glucose est la principale source d énergie pour nos muscles. 6. L organisme contient des réserves importantes d O 2 dans le sang. 7. La respiration consomme de l O 2 et du glucose ; elle rejette CO 2 et H 2O. 8. Le VO 2 max est le volume d O 2 consommé au maximum durant un effort physique. 9. L utilisation du glucose par le muscle se fait principalement par respiration cellulaire. 10. L augmentation du débit ventilatoire lors d un effort physique résulte seulement de l augmentation de la fréquence des mouvements respiratoires. Exercice 19 : Effort physique et consommation de dioxygène On réalise un test d effort sur une bicyclette sur 5 minutes dont les résultats sont présentés dans le graphique ci-dessous. Répondre aux questions suivantes : 1. Quel paramètre fait-on varier durant l expérience? 2. Quel paramètre mesure-t-on durant l expérience? 3. Comment évolue la consommation de dioxygène en fonction de l intensité de l effort? 4. Que peut-on dire de la consommation de dioxygène lors des efforts A et B (Cf. courbe)? 5. Donner une explication à ce résultat. 7

8 Exercice 20 : Le métabolisme à l effort Pour chaque affirmation, indiquer la proposition correcte. 1. Au cours d un effort : a. Le muscle a besoin de plus de dioxyde de carbone et d eau pour produire l énergie nécessaire à sa contraction. b. Le muscle a besoin de plus de dioxygène et d eau pour produire grâce à la respiration l énergie nécessaire à sa contraction. c. Le muscle a besoin de plus de dioxygène pour oxyder le glucose en dioxyde de carbone et en eau et ainsi produire l énergie nécessaire à sa contraction. d. Le muscle a besoin de plus de nutriments comme le glucose pour produire l énergie nécessaire à sa contraction. 2. L obésité est due à : a. L absence d exercice physique quelques soit les apports alimentaires. b. Des apports énergétiques régulièrement trop élevés par rapport aux dépenses énergétiques. c. Une maladie génétique sans lien avec les apports énergétiques. d. Un stockage insuffisant des lipides (graisses) dans l organisme. 3. Lors de l effort, la consommation de dioxygène : a. Est constante et égale à celle du repos : on parle de VO 2 max. b. Augmente indéfiniment en fonction de l intensité de l effort. c. Augmente en fonction de l intensité de l effort puis diminue lorsque l intensité de l effort est trop élevée. d. Augmente en fonction de l effort jusqu à se stabiliser à une valeur maximale. 4. Lors d un effort, le muscle transforme l énergie produite par respiration : a. En énergie mécanique uniquement. b. En énergie calorifique uniquement. c. En énergie mécanique et en énergie calorifique. d. En dioxygène. 5. Le VO 2 max : a. Est le volume maximal d O 2 qu on peut faire passer dans le sang en une inspiration. b. Est déterminé génétiquement et ne peut donc pas évoluer. c. Peut s améliorer avec l entraînement. d. Peut être atteint sans problème de santé D après 8