S. V. T. Sujet de spécialité Bac blanc d avril 2015 Durée : 3 heures 30. Calculatrice interdite.

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1 Merci d indiquer votre nom et prénom en haut à droite, puis de préserver l anonymat de votre copie en rabattant le coin et en ne mettant qu un seul POINT de colle. Noter clairement sur l en-tête, votre classe et le nom de professeur de SVT (Mme Bassaglia ou Mme Pichard ou M. Bouchaud ou M. Veil) S. V. T. Sujet de spécialité Bac blanc d avril 2015 Durée : 3 heures 30. Calculatrice interdite. Le sujet comporte quatre pages numérotées de 1 à 4 1ère PARTIE - Mobilisation des connaissances (10 points). Génétique et évolution Méiose et diversité des gamètes Expliquer comment la méiose permet la diversité génétique des gamètes en vous limitant au cas d un individu hétérozygote pour trois gènes. Vous illustrerez votre raisonnement par des schémas successifs* en partant d une cellule possédant deux paires de chromosomes. - La première paire porte le gène A (allèles A1 et A2) et le gène B (allèles B1et B2). - La seconde paire porte le gène C (allèles C1 et C2). Votre exposé comportera une introduction, un développement structuré et une conclusion. * Il n est pas attendu que toutes les étapes de la méiose soient schématisées. 15_TS_bacblanc2_spe.docx 1

2 2ème PARTIE - Exercice 1 - Pratique d un raisonnement scientifique dans le cadre d un problème donné (4 points). Le domaine continental et sa dynamique Des mouvements verticaux en Scandinavie La lithosphère terrestre est animée de mouvements horizontaux liés à des phénomènes de convergence ou de divergence. Elle est affectée également par des mouvements verticaux, comme par exemple en Scandinavie. Montrer que les données extraites des documents confirment et précisent* l existence de mouvements verticaux en Scandinavie et permettent de formuler une hypothèse quant à leur origine. Vous discuterez brièvement de l évolution de la vitesse de ces mouvements au cours du temps * des valeurs sont attendues. Document 1 : soulèvement de la Scandinavie depuis 6000 ans D après la planète Terre, J. M Caron et coll. Document 2 : variations en altitude de la balise GPS positionnée près de Vasaa en Finlande. 15_TS_bacblanc2_spe.docx 2

3 2ème PARTIE - Exercice 2 - Pratique d une démarche scientifique ancrée dans des connaissances (6 points) Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l avenir Dans le cadre de la reconstitution des climats anciens, des traces de variations climatiques importantes sont recherchées, notamment au sein de roches sédimentaires datées. On a aussi par exemple recours à l exploitation de données permettant d établir des thermomètres isotopiques ou bien encore des données relatives à la forme de feuilles fossilisées et datées en appliquant le principe de l actualisme selon lequel les lois physico-chimiques expliquant les phénomènes naturels actuels expliquent également ceux du passée. À partir de l étude des documents, montrez que le passage de l Eocène à l Oligocène a été mondialement marqué par une importante variation climatique que vous caractériserez. Document 1 a- Corrélation entre la température moyenne annuelle et le pourcentage d espèces à feuilles à bords lisses dans les forêts actuelles du Sud-Est asiatique. D après Les mondes fossiles - J. J Jaeger Il existe des feuilles à bord lisse ou à bord découpé. Le paléobotaniste J. A Wolfe a constaté dans les forêts actuelles d Asie, qu il existait une corrélation étroite entre la forme des feuilles et la température moyenne. Cette corrélation est montrée dans le graphique ci-contre. b- Pourcentage de feuilles à bord lisse dans différentes régions du continent Nord-Américain. D après Sciences de la Terre et de l Univers - Sous la direction de J.Y. Daniel J.A. Wolfe a fait une synthèse de l ensemble des données disponibles en Amérique du Nord et a pu établir une des premières courbes de l histoire climatique de l ère Cénozoïque (Tertiaire) entre -65 et -1,8 millions d'années. 15_TS_bacblanc2_spe.docx 3

4 Document 2 : a- Document de référence : On rappelle que le δ 18 O des carbonates des tests de foraminifères est en relation avec la température moyenne de l eau de mer comme le montre le graphique ci-contre obtenu avec des mesures actuelles. b- Courbe isotopique du δ 18 O sur les derniers 70 millions d années : On a mesuré le δ 18 O des carbonates des tests de foraminifères présent dans des séries sédimentaires dont les plus anciennes sont âgées de -70 millions d années. Il s agit de foraminifères planctoniques, c est-à-dire vivant à proximité de la surface. Les résultats sont représentés dans le graphique ci-contre. Les symboles caractérisent les différentes carottes de sédiments à partir desquelles ont été effectuées les mesures. Ces mesures ont été effectuées dans les divers océans mondiaux. D après La planète des glaces - B. Van Vliet-Lanoë Document 3 : quelques données sur les populations de Gastéropodes marins dans le Bassin de Paris à l Eocène et à l'oligocène Fossile Clavilithes Pugilina Gisortia Dermomurex Condition Tropicale Subtropicale à tempérée. Assez tolérant aux variations de température Tropicale Subtropicale à tempérée Assez tolérant aux variations de température Représentation Âge Éocène Oligocène Éocène Oligocène 15_TS_bacblanc2_spe.docx 4

5 Barèmes 1ère PARTIE : Mobilisation des connaissances (10 points). Génétique et évolution Méiose et diversité des gamètes Expliquer comment la méiose permet la diversité génétique des gamètes en vous limitant au cas d un individu hétérozygote pour trois gènes Vous illustrerez votre raisonnement par des schémas successifs* en partant d une cellule possédant deux paires de chromosomes. - La première paire porte le gène A (allèles A1 et A2) et le gène B (allèles B1et B2). - La seconde paire porte le gène C (allèles C1 et C2). Votre exposé comportera une introduction, un développement structuré et une conclusion. * Il n'est pas attendu que toutes les étapes de la méiose soient schématisées. Note préliminaire : il est possible que le candidat envisage l association de départ A1B2 et A2B1 par chromatide (l individu est bien hétérozygote), cas que je n ai pas traité (mais qui est bon bien entendu) Critères Question énoncée et respectée Pbtique comprise Les éléments scientifiques : pertinents, complets issus des connaissances scientifiques acquises et / ou du document Indicateurs (éléments de correction) Le sujet est clairement présenté et compris. Comment la méiose produit-elle une diversité de gamètes chez un individu triplement hétérozygote? Connaissances nécessaires : (souligné = indispensable) I. Le brassage intrachromosomique engendre une diversité. - En prophase1 se produisent des CO entre les chromatides de deux chromosomes homologues (au niveau des chiasmas) ; - Ces événements sont fréquents à l échelle d une paire de chromosomes, mais rares entre deux gènes considérés. Si le CO se produit entre les loci des gènes A et B, il conduit à de nouvelles associations alléliques dites recombinées A1B2 et A2B1 minoritaires devant les associations parentales A1B1 et A2B2 (non représentées sur mes schémas) (même si les associations alléliques non modifiées ne sont pas représentées sur les schémas, elles doivent être clairement indiquées au moins à l écrit). - Il s agit du brassage intrachromosomique Schémas attendus (minimum puisque le cas sans CO entre les gènes A et B peut être représenté) : Prophase 1 (CO en cours et résultat) II. Le brassage interchromosomique engendre une diversité. - Ce brassage se produit après le brassage intrachromosomique, entre la métaphase 1 et l anaphase 1. Il fait suite à la disposition aléatoire des chromosomes de chaque paire en métaphase I (ici les deux paires considérées) de part et d autre de l équateur. - Il s agit du brassage interchromosomique. Schémas attendus (minimum puisque le cas sans CO entre les gènes A et B peut être représenté) : Métaphase I possible (deux cas envisagés ici : les deux autres étant avec les associations alléliques A1B1 et A2B2 conservées). - Schéma qui peut être remplacé par celui de l anaphase I. 15_TS_bacblanc2_spe.docx 5

6 Télophase I : cas avec CO entre A et B (cas de figure minoritaires) Une mise en œuvre scientifique cohérente et apparente L expression écrite Qualité du texte, de la rédaction, de la schématisation Télophase 1 : cas sans CO entre A et B (cas de figure majoritaires) - Un cas de figure de télophase II est envisageable (huit possibilités). Bilan : En tenant compte des brassages intrachromosomique et interchromosomique, un individu hétérozygote pour trois gènes produira huit catégories de gamètes : - (A1B1 ; C1) ; (A1B1 ; C2) ; (A2B2 ; C1) ; (A2B2 ; C2) majoritaires - (A1B2 ; C1) ; (A1B2 ; C2) ; (A2B1 ; C1) (A2B1 ; C2) minoritaires (les associations peuvent être inversées suivant les conventions de départ). Intégration et mises en relations des connaissances : Le candidat pose clairement la problématique et annonce sa résolution. Il organise son propos sous la forme d un argumentaire mêlant faits et idées. Il s appuie par exemple sur des expérimentations, des observations, des présentations expérimentales pouvant conduire à une interprétation qui fait avancer le raisonnement Intégration de schémas complémentaires du texte, apportant synthèse ou précisions (voir supra). correction orthographique, grammaticale... structuration avec des connecteurs logiques «donc» et/ou de «parce que» organisation du texte : une idée par paragraphes schémas clairs, grands, légendés, titrés Notes : - Ne pas pénaliser un candidat qui traiterait séparément les deux brassages (une seule paire de chromosomes à la fois) à condition qu il fasse un bilan complet à la fin (génotypes justes et complets des différents gamètes possibles) - Tenir compte de la lisibilité des schémas : paires et allèles identifiables, schémas soignés) - Tous les schémas de méiose ne sont pas attendus, mais la prophase I, la métaphase I (ou l anaphase I), une des télophases (I ou II) sont attendus. - Un candidat qui ne traite qu un seul des deux brassages ou qui ne fait aucun des deux schémas ou qui n arrive pas à un bilan montrant huit catégories de gamètes n a pas les éléments scientifiques suffisants. Il ne peut donc dépasser 5/10. $ Rédaction et/ou schématisation correcte(s) 10 Synthèse réussie (effort de mise en relation, d articulation, des connaissances) Synthèse maladroite ou partielle (peu de mise en relation, d articulation des connaissances) Aucune synthèse Éléments scientifiques suffisants à complets Rédaction et/ou schématisation maladroite (s) Rédaction et/ou schématisation correcte(s) 9 8 Rédaction et/ou schématisation maladroite (s) 6 Rédaction et/ou schématisation correcte(s) 5 Rédaction et/ou schématisation maladroite (s) 3 Éléments scientifiques Rédaction et/ou schématisation correcte(s) 2 insuffisants Rédaction et/ou schématisation maladroite (s) 1 Pas d éléments scientifiques (connaissances) répondant à la question traitée 0 Cas particuliers : élèves avec aucune synthèse mais contenu scientifique de qualité. Rédaction et/ou schématisation correcte(s) Rédaction et/ou schématisation maladroite (s) 5 4 D après Bac S - Sujet de SVT - Session Nouvelle Calédonie 15_TS_bacblanc2_spe.docx 6

7 2ème PARTIE - Exercice 1 - Pratique d un raisonnement scientifique dans le cadre d un problème donné (4 points). Le domaine continental et sa dynamique Des mouvements verticaux en Scandinavie La lithosphère terrestre est animée de mouvements horizontaux liés à des phénomènes de convergence ou de divergence. Elle est affectée également par des mouvements verticaux, comme par exemple en Scandinavie. Montrer que les données extraites des documents confirment et précisent* l existence de mouvements verticaux en Scandinavie et permettent de formuler une hypothèse quant à leur origine. * des valeurs sont attendues. En italique : non exigible. Document 1. - S. Depuis 6000 ans la Scandinavie subit un soulèvement (mouvement vertical ascendant). - S. Plus on se situe au centre de la Scandinavie, plus le soulèvement est important (10 m à proximité des côtes, 100 m et plus au centre). - S/C. A Vassa, en 6000 ans, le soulèvement a été de 90m en 6000 ans soit 1,5 cm/an Document 2. - S. Le soulèvement se poursuit actuellement (mesures par GPS à Vasaa en Finlande). - S/C. Il est estimé à : (pour des mesures prises entre 2000 et 2010) (-3 (-12))/ 10 = 0,9 cm/an. Tolérer une marge d erreur. - S. Or, on constate depuis ans au moins que la calotte glaciaire qui reposait sur la Scandinavie est en régression puis a totalement disparu depuis ans. - I. La disparition de la calotte a supprimé l excès de masse qui reposait sur la lithosphère, ce qui a créé un déséquilibre isostatique (définition de l équilibre isostatique non exigible dans ce type d exercice). - C. Pour que l équilibre isostatique se maintienne, la lithosphère scandinave est remontée, ce qu elle fait toujours actuellement avec retard (rebond isostatique post-glaciaire non exigible dans ce type d exercice), et avec une valeur qui diminue. S. Saisie des données. S/C. Saisie des données et calcul I. Interprétation. C. Conclusion. Démarche cohérente qui permet de répondre à la problématique Démarche maladroite et réponse partielle à la problématique Le raisonnement est cohérent et répond à la problématique en intégrant et associant tous les éléments scientifiques issus des documents (dont les calculs). Le raisonnement est cohérent et répond à la problématique en intégrant et associant tous les éléments scientifiques issus des documents (sans les calculs). Le raisonnement est cohérent et répond à la problématique en intégrant et associant de manière incomplète les éléments scientifiques issus des documents Ou Tous les éléments scientifiques issus des documents sont présents et reliés le plus souvent entre eux mais la réponse à la problématique est erronée ou partielle. Même s ils sont reliés entre eux, seuls quelques éléments scientifiques issus des documents sont cités. Aucune démarche ou démarche incohérente Aucun lien et peu d éléments scientifiques prélevés _TS_bacblanc2_spe.docx 7

8 2ème PARTIE - Exercice 2 - Pratique d une démarche scientifique ancrée dans des connaissances (6 points) Problématique à indiquer : on veut montrer que le passage de l Eocène à l Oligocène a été marqué mondialement par une importante variation climatique. Voyons avec le document 1, comment la forme du limbe des feuilles fossilisées révèle une modification du climat à l échelle du globe. Document 1a : il existe une corrélation entre la forme des feuilles, lisse ou découpée, et la température moyenne : plus le pourcentage d espèces à feuille lisse diminue, plus la température est basse. Document 1b : étude de trois lieux d Amérique du Nord qui révèle des évolutions similaires pour les trois lieux : forte baisse du pourcentage d espèces à feuilles lisses entre la fin de l Éocène et le début de l Oligocène : la baisse est de l ordre d une quarantaine de %. => Cela semble indiquer une forte baisse de température, en Amérique du Nord, entre la fin de l Éocène et le début de l Oligocène. Examinons ensuite, dans le document 2, si la mesure des rapports isotopiques de l oxygène contenue dans les tests de Foraminifères confirme la variation climatique mondiale révélée par l évolution de la forme des limbes des feuilles. Document 2a : - le δ 18 O des tests de Foraminifères contenus dans les sédiments océaniques est fonction de la température : plus la température est élevée, plus il baisse ; c est un thermomètre isotopique. Document 2b : - Cette variable augmente de 1 à 2 environ lors du passage de l Eocène à l Oligocène : la corrélation avec la température montre que la température chute de 4 C (on passe de 12,5 C à 8,5 C). => les données isotopiques confirment le refroidissement révélé par l étude de la forme des limbes des feuilles fossilisées. Terminons en observant, dans le document 3, en quoi la forme des coquilles de mollusques atteste du refroidissement repéré. Document 3. - La faune de Gastéropodes du Bassin parisien se modifie entre l Éocène et l Oligocène : les Clavithes et les Gisortia sont remplacés par des Pugilina et des Dermomurex. - Clavilithes et Gisortia sont des fossiles de conditions tropicales, donc chaudes. - Pugilina et Dermomurex sont des fossiles de conditions subtropicales t tempérées, et avec des variations de températures plus larges. => L évolution de la forme des coquilles des mollusques de part et d autre de la limite Eocène/Oligocène confirme que la température a baissé à cette époque. SYNTHESE La transition Éocène/Oligocène se caractérise par une baisse du pourcentage d espèces végétales portant des feuilles caduques à bords lisses, une hausse du d 18 O des tests de Foraminifères, et une modification de faune d invertébrés mollusques. Ces trois arguments vont dans le sens d une forte baisse des températures à cette époque à l échelle du globe Cette baisse semble mondiale, car retrouvée en divers lieux éloignés du globe. Qualité de la démarche Démarche cohérente qui permet de répondre à la problématique Éléments scientifiques tirés des documents et issus des connaissances Copie excellente (démarche, rédaction) 6 Suffisants dans les deux domaines. 5 Suffisants pour un domaine et moyen pour l autre ou moyen dans les deux. 4 Suffisants pour un domaine et moyen pour l autre ou moyen dans les deux. 3 Moyen dans l un des domaines et insuffisant dans l autre. 2 Démarche maladroite et réponse partielle à la problématique Aucune démarche ou démarche incohérente Insuffisant dans les deux domaines. 1 Rien 0 15_TS_bacblanc2_spe.docx 8