Enseignement général

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1 Baccalauréat Blanc Février 2014 Épreuves de Sciences de la Vie et de la Terre Enseignement général En Mauve le sujet En noir et rouge éléments de correction Partie 1 : Rédiger un texte structuré qui comportera une introduction et une conclusion. Le développement sera réalisé sous la forme d'un tableau présenté sur une double page. (8 points) Partie 2 exercice 1 : Organiser la réponse en s'appuyant sur les documents proposés. (3 points) Partie 2 exercice 2 : organiser la réponse en s'appuyant sur les documents proposés et les connaissances. (5 points) En l'absence d'épreuves de TP, la note obtenue sur 16 sera multipliée par 5/4 pour être donnée sur 20. Durée 3H30

2 Partie 1 : Vie fixée et caractéristiques des végétaux Les végétaux terrestres sont pour la plupart des êtres vivants fixés. La vie fixée impose des contraintes. Question Présenter les différentes contraintes liées à la vie fixée et les caractéristiques des végétaux terrestres qui peuvent leur être reliées. Le travail sera structuré et comportera une introduction et une conclusion rédigées. Le développement sera réalisé sous la forme d'un tableau présenté sur une double page. Liste des 12 éléments scientifiques attendus Fonctions Contraintes de la vie fixée Solutions évolutives Nutrition Reproduction Trouver toute la nourriture sur place -1-Impossibilité d'aller à la rencontre d'un partenaire -2- Nécessité de disperser la descendance -1-deux grandes surfaces d'échanges bien décrites -2-reliées par un système de vaisseaux conducteur de sèves -1- un exemple de coévolution attendue et bien définie sans finalisme -2- Pollinisation autofécondation dispersion des graines etc...(1 seul exemple suffit) Défense Impossibilité de s'échapper Un exemple de solution pour une agression biotique ou abiotique

3 Partie 2 -exercice 1- : Le domaine continental et sa dynamique Écosse et rebond isostatique Dans les derniers 7 000ans, l Écosse et la Scandinavie ont toutes deux subi le phénomène du rebond isostatique. Dans le même temps, la température moyenne sur Terre a beaucoup augmenté. À partir de l'exploitation des documents, expliquer le phénomène du rebond isostatique subi par l Écosse et la Scandinavie et justifier l'emploi de l expression de «rebond post-glaciaire» pour le désigner. Document 1 Baie de Gruinard en Écosse Document 2 Document2a : Histoire des sciences De nombreux textes d'époque relatent que pendant des siècles, les Scandinaves ont observé une baisse progressive du niveau de la mer. Dès le début du XVIIème siècle, Anders Celsius ( ) débuta le suivi scientifique du phénomène, entre autre par la marque d un rocher à Lövgrunde, à 200 km au nord de Stockholm. Sur ce rocher le savant Celsius fixa, en 1731, au niveau de la mer, un repère qui se trouve aujourd'hui à plus de 3 m au-dessus du plan d'eau, indiquant ainsi une baisse rapide du niveau de la mer en cet endroit." Document2b : Soulèvement du sol de la Scandinavie pendant les derniers 7 000ans. Les lignes noires joignent les points ayant subi un même soulèvement, les valeurs sont en mètres. En grisé : la limite d'extension de la calotte glaciaire qui recouvrait la Scandinavie il y a ans. On estime que cette calotte avait une épaisseur de plus de 2,5km. Libération- 11 janvier Par PASKOFF Roland Il faut partir de la saisie des informations avec notamment des données chiffrées (sans oublier les unités) pour aboutir à la notion d'isostasie. Attention a ne pas confondre le moho (limite croûte-manteau) avec la surface de compensation isostatique beaucoup plus profonde (environ 100Km) Voir ceci et aussi cela

4 Partie 2 -Exercice 2- : Enseignement général seulement Parenté entre êtres vivants actuels et fossiles - Phylogenèse Évolution Il existe actuellement deux espèces de pandas : le panda roux (Ailurus fulgens) et le grand panda (Ailuropoda melanoleuca). Tous deux sont végétariens, se nourrissant de grandes quantités de feuilles de bambous. Ils présentent par ailleurs une particularité anatomique remarquable : la présence d un sixième doigt (ou «faux pouce») à chaque main, longtemps interprétée comme une adaptation à leur régime alimentaire. En 2005, on a découvert en Espagne un fossile daté de 9 millions d années (Simocyon batalleri) apparenté aux pandas actuels, et présentant lui aussi un sixième doigt. Document de référence Les 3 «pandas» connus Simocyon batalleri Ailurus fulgens ou Panda roux Ailuropoda melanoleuca ou Panda géant Régime alimentaire Carnivore Végétarien Végétarien Fossile ou actuel Fossile Actuel Actuel QUESTION : Montrer comment l'interprétation du sixième doigt des pandas en terme d'adaptation au régime alimentaire végétarien s'est nuancée à la lumière de nouvelles découvertes. Votre réponse s appuiera sur l exploitation du dossier. L'explication des mécanismes de l'adaptation au régime alimentaire sera précisée. Aucune étude exhaustive des documents n est attendue. Document 1 : Représentation actualisée des relations de parenté entre ours et pandas

5 Document 2 : Extrait de «Le pouce du panda» ou «Les grandes énigmes de l évolution» - Stephen Jay Gould Les pandas géants sont des ours d un type bien défini, membres de l ordre des carnivores. Les ours ordinaires sont les représentants les plus omnivores de leur ordre, mais les pandas ont restreint l universalité de leurs goûts : ils démentent l appellation de leur ordre en tirant leur subsistance presque exclusivement du bambou.( ) Assis bien droit sur leur derrière, ils manipulent leurs tiges avec leurs pattes avant, se débarrassant des feuilles pour ne consommer que les pousses. ( ) Comment le descendant d une lignée adaptée à la course peut utiliser ses mains de façon si habile? Ils tiennent les tiges de bambou dans leurs pattes et les dépouillent de leurs feuilles en faisant passer les tiges entre un pouce apparemment flexible et les autres doigts. ( ) ( ) Anatomiquement, le «pouce» du panda n est pas un doigt. Il est construit à partir d un os appelé le sésamoïde radial (du radius), normalement un des petits os formant le poignet. Chez le panda, le sésamoïde radial est très développé et si allongé que sa taille atteint presque celle des os des phalanges des vrais doigts. ( ) L allongement du sésamoïde radial a pu être provoqué par une transformation génétique, peut-être une seule mutation affectant le rythme et la vitesse de la croissance. ( ) Le vrai pouce du panda, trop spécialisé pour être utilisé à une autre fonction et devenir un doigt opposable, apte à la manipulation, est relégué à un autre rôle. Le panda est donc contraint de se servir des organes disponibles et de choisir cet os du poignet hypertrophié, solution quelque peu bâtarde mais très fonctionnelle. Os de la main du Panda géant Le faux pouce du Panda géant est en réalité un os du carpe (os plat de la paume) transformé en «pouce» opposable.(noté rs pour os sésamoïde radial) Source : 03/17/simocyon-unique-carnivore Document 3 : Extrait d un communiqué de presse du CNRS (Centre National de la recherche scientifique) à propos de la découverte de Simocyon batalleri (Mars 2005) «En étudiant sa denture, nous sommes arrivés à la conclusion que cet animal mangeait essentiellement de la viande, et non des végétaux comme le petit panda actuel, annonce Stéphane Peigné, jeune chercheur au Laboratoire de géobiologie, biochronologie et paléontologie humaine. C'est pourquoi nous pensons que Simocyon n'utilisait pas son sixième doigt pour saisir les pousses de bambou comme le fait aujourd'hui le petit panda, mais plus certainement pour aider à sa locomotion dans les arbres.» Et comme les données recueillies sur le site indiquent qu'il vivait dans un environnement peuplé de nombreux prédateurs, «cette étrange facétie de l'évolution de doter Simocyon d'un faux pouce apparaît, dans ce contexte, vitale pour ce carnivore plutôt charognard et peu véloce : il pouvait donc leur échapper en grimpant aisément dans les arbres», poursuit le paléontologue» La démarche attendue en rouge les points clés exigés Partir du document deux Doc 3 et doc de référence Document 1 hétérochronie (mot non attendu) chronologie intensité et lieu d'expression d'un gène du développemen t Nouveauté évolutive : Le sésamoïde prend l'apparence d'un 6 doigt Mise en lien de ce caractère 6 doigt avec le mode de nutrition du panda qui épluche des bambous La sélection naturelle semble avoir favorisé ce caractère utile à cette fonction Découverte du Simocyon, c'est un carnivore pourtant il possède aussi le 6 doigt cela semble contredire l'étape deux de notre démarche De quand date l'apparition de ce doigt supplémentair e? L'analyse de l'arbre phylogénique montre que le dernier ancêtre commun porteur du 6 doigt remonte a 35MA cette même nouveauté évolutive apparue par hasard a été conservé dans deux milieux avec des contraintes différentes Cette nouveauté disparaît dans la lignée des ours (non exigible) La nouveauté préexiste à la pression de sélection qui peut ou non la faire disparaître dans tel ou tel milieu

6 Partie 2 Exercice 2 Enseignement de spécialité - Énergie et cellule vivante À partir de l'étude de l'ensemble des documents et de vos connaissances, montrer que plusieurs réactions participent à la production d'énergie utile aux mouvements du flagelle et aux déplacements des spermatozoïdes. Un schéma bilan permettant de localiser les réactions métaboliques est attendu. Document 1 Représentations du spermatozoïde humain Document 2 : Utilisation du fructose Le fructose C6H12O6 est une molécule comparable au glucose. Il est présent à une concentration variant de 1,5 à 6 g.l -1 dans le liquide du sperme, produit par la prostate et les vésicules séminales.dans le cytoplasme du spermatozoïde il est dégradé en acide pyruvique. Document 3 : Étude expérimentale Des spermatozoïdes sont placés dans un milieu contenant du fructose à une concentration comparable à celle du sperme.on évalue leur mobilité dans trois conditions différentes : 1. milieu oxygéné sans ajout d'atp 2. milieu non oxygéné sans ajout d'atp 3. milieu non oxygéné avec addition d'atp Les résultats sont représentés ci contre.

7 Sujet 2 b spécialité Éléments scientifiques issus du document: (complets, pertinents, utilisés à bon escient en accord avec le sujet, l'ordre d'analyse des documents n'a pas d'importance ) Éléments scientifiques issus des connaissances acquises Éléments du commentaire attendu texte soigné (orthographe, syntaxe), cohérent (structuré par des connecteurs logiques), et mettant clairement en évidence les relations entre les divers éléments scientifiques.) Doc1 : - Présence de mitochondries en grand nombre dans la pièce intermédiaire (base du flagelle qui est l organe moteur du spermatozoïde). Doc2 : - La dégradation du fructose abondant dans le sperme, (molécule organique en C6 comparable au glucose) est scindé dans le cytoplasme, en molécule en C3, le pyruvate, avec production d ATP et de composés réduits : phénomène comparable à la glycolyse. L acide pyruvique est susceptible d entrer dans la mitochondrie. Doc3 : - La mobilité des spermatozoïdes (activité cellulaire) nécessite de l ATP, par ajout direct (condition 3) ou grâce à un milieu lui permettant sa formation (condition 1 : milieu avec O 2 ) par respiration. - Mitochondries : organites spécialisés dans la respiration cellulaire. - L oxydation du glucose comprend la glycolyse dans le hyaloplasme puis le cycle de Krebs dans la mitochondrie. - Le cycle de Krebs permet de produire des composés réduits. - La chaîne mitochondriale respiratoire permet la production d'atp utile aux activités cellulaires à partir des composés réduits issus du cycle de Krebs et de la glycolyse. En bout de chaîne l'o 2 acceptera les proton et les électrons donnant l'eau respiratoire. - La plupart des cellules eucaryotes respirent. - Les spermatozoïdes sont des cellules eucaryotes particulières riches en mitochondries. Ils peuvent utiliser le fructose présent dans le milieu, le sperme. Après transformation en acide pyruvique, la respiration mitochondriale permet de produire de l ATP nécessaire aux mouvements du flagelle. Cela nécessite cependant que le milieu soit suffisamment riche en O 2. - schéma bilan. page suivante

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