Sciences de la Vie et de la Terre

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1 Nom : Prénom : Exercice 1 /4 Exercice 2 /7 Exercice 3 /8 Clarté, propreté /1 TOTAL /20 Sciences de la Vie et de la Terre Evaluation sur la partie CELLULE ADN ET UNITE DU VIVANT Pensez à noter votre nom sur cette feuille que vous rendrez avec votre copie Compétences testées dans cette évaluation : o Restituer ses connaissances et les traduire sur un schéma o Proposez des arguments en relation avec ses connaissances o Mettre en relation des données avec ses connaissances o Exprimer des concepts en langage scientifique adapté o Raisonner à partir de l étude de documents o Les mettre en relation avec ses connaissances en vue de résoudre un problème scientifique EXERCICE n 1 : Le plan d organisation des vertébrés temps conseillé 10 minutes EXERCICE n 2 : Développement embryonnaire et mise en place du plan d organisation temps conseillé 20 minutes Voici une série de photographies présentant la succession des étapes du développement embryonnaire d un amphibien. Elles sont placées dans l ordre chronologique et montrent certains stades clés de ce développement. Parmi ces stades, on distingue la segmentation, la gastrulation, la neurulation et enfin l organogénèse.

2 1. Indiquez la ou les photographies concernée(s) par chacun de ces 4 termes (attention, chaque terme peut donc correspondre à une ou plusieurs étapes!). 2. Proposez une définition simple de ces 4 termes 3. Sur la photographie concernant la neurulation, indiqué au stylo le plan de symétrie et l axe antéropostérieur. 4. A partir de ce document et de vos précédentes réponses, justifiez en quelques lignes la phrase suivante : le plan d organisation se met en place dès les premières étapes du développement embryonnaire.

3 EXERCICE n 3 : structure et métabolisme des cellules végétales temps conseillé 20 minutes 1. Ces algues réalisent deux «types» d échanges gazeux, associés à deux types de métabolisme. Nommez ces deux métabolismes. 2. Décrivez et interprétez les courbes ci-dessus puis annotez les parties du graphique où chaque métabolisme à lieu. 3. Pourquoi est-il important que le bocal soit clos pendant l expérience? 4. Légendez le schéma de la cellule végétale ci-dessous et indiquez en quelques lignes comment certains organites (= structures internes de la cellule) sont responsables de l autotrophie des cellules végétales.

4 CORRECTION Exercice n 1 : TETE TRONC QUEUE Axe dorso-ventral 1. et Au niveau de la tête se trouve le squelette crânien et les organes des sens (ouïe, vue, odorat ), le tronc regroupe la majorité des organes : respiratoires, circulatoires, digestifs, reproducteurs il comprend le thorax et l abdomen. La queue ne contient pas les organes cités précédemment sinon la fin de la colonne vertébrale. 4. Ce tétrapode possède un squelette interne qui soutient ses membres. Ce système nerveux est en position dorsale, il appartient au groupe des Vertébrés. Exercice n 2 : Symétrie bilatérale Axe antéropostérieur SEGMENTATION Axe de symétrie antérieur GASTRULATION postérieur NEURULATION ORGANOGENESE

5 2. Définitions : - la segmentation : phase de divisions cellulaires successives conduisant à la formation d une blastula (= masse embryonnaire indifférenciée creusée d une cavité), pendant cette phase la taille de l embryon précoce n augmente pas. - la gastrulation : phase de migrations cellulaires conduisant à la formation d une gastrula (= masse embryonnaire dont les cellules ont migrées pour former les trois feuillets embryonnaires), on reconnaît cette phase à l encoche en forme de croissant en surface. -la neurulation : étape au cours de laquelle se forment deux bourrelets neuraux dont l accolement est à l origine de la mise en place du système nerveux. - l organogénèse : phase de différentiation cellulaire conduisant à la formation progressive des différents tissus et organes en place à partir des feuillets embryonnaires. 4. Le corps des Vertébrés possède trois axes de polarité (= axe selon lesquels on peut orienter un organisme): - un axe antéro-postérieur - un axe dorso-ventral - une symétrie droite-gauche On peut retrouver la mise en place de ces différents axes de polarité très tôt au cours du développement embryonnaire de tout Vertébrés, depuis le point d entrée du spermatozoïde qui définira l axe antéropostérieur jusqu à l éclosion. Ce plan d organisation est commun, à noter les similitudes morpho anatomiques d embryons de Vertébrés d espèces pourtant très différentes. Exercice n 3 : RESPIRATION PHOTOSYNTHESE + RESPIRATION RESPIRATION 1. Deux métabolismes : la respiration cellulaire et la photosynthèse. 2. De 0 à 70 secondes, une enceinte contenant une suspension d algues est placée à l obscurité. L analyse des teneurs en gaz de cette enceinte révèle nettement une augmentation de la concentration en dioxyde de carbone (signe que cette molécule est libérée) et une diminution de celle du dioxygène (élément consommé). Dans ces conditions, la suspension d algues réalise la respiration, réactions métaboliques menant à la dégradation d une source de matière organique en présence de dioxygène. Au-delà de 70 secondes, la suspension est éclairée et on note une augmentation de la quantité de dioxygène dans l enceinte (signe que cet élément est libéré par la suspension) alors que la teneur en dioxyde de carbone tend à baisser (signe d une consommation). Il se passe alors ici deux choses importantes : les algues continuent bien sur de respirer (échanges gazeux vus plus haut) mais ces échanges sont masqués par les réactions associées à la photosynthèse. En présence de lumière, les

6 algues utilisent l énergie lumineuse pour incorporer le carbone atmosphérique et fabriquer ainsi leur propre matière organique. Le dioxygène est ici un déchet du métabolisme. Passé 200 secondes, on retrouve la même configuration que de 0 à 70 secondes. A noter le léger décalage entre les échanges gazeux et les phases d éclairement/obscurité, dues aux réactions métaboliques en cours 3. Il est important que le bocal soit clos pendant l expérience afin d éviter tout échange entre l enceinte et l air atmosphérique. Dans le cas contraire, des réajustements constants seraient réalisés et nous ne pourrions pas mettre en évidences les variations des concentrations en dioxygène et dioxyde de carbone. 4. Mitochondrie Chloroplaste Vacuole Paroi cellulosique Noyau Membrane plasmique Les cellules végétales sont dites autotrophes de part leur capacité à produire leur propre matière organique. En effet, comme le faisait apparaître le graphique plus haut, à la lumière, le carbone atmosphérique est incorporé à la fabrication de molécules glucidiques. La structure cellulaire responsable de ce métabolisme est le chloroplaste, qui grâce à ses empilements de thylacoïdes réalise la synthèse de matière organique à la lumière. Nous pouvons ainsi faire un lien simple entre une structure cellulaire et la particularité du métabolisme des cellules végétales à la lumière!