Correction bac blanc janvier 2015 1 ère PARTIE : Evaluation des connaissances (8 points). Temps indicatif 1h30 GÉNÉTIQUE ET ÉVOLUTION 1/5
2ème PARTIE - Exercice 1 - Pratique d'un raisonnement scientifique le cadre d'un problème donné (3 points). 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 La lithosphère terrestre est en mouvement perpétuel lié au mouvement des plaques lithosphériques lui même lié aux courants de convection responsables du transfert de la chaleur interne du globe vers sa surface. On distingue types de mouvements : les mouvements horizontaux. les mouvements verticaux. L'étude du Document 1 nous montre qu il y a 10 000 ans la Scandinavie était recouverte d une calotte glaciaire de plusieurs Km d épaisseur ; elle a progressivement fondu. En effet on peut observer que la surface de la calotte galciaire a nettemment dimuné entre 10000 et 8000 ans. Aujourd'hui on nous précise qu'il n'y a plus de calotte galciaire en Scandinavie. De plus on observe que la ligne d'égal soulèvement au niveau de la balise GPS située près de Vasaa (au bord du golfe de Botnie), s'est soulevée de 90 à 100m depuis 6000 ans. Vasaa était recouverte par la calotte galciaire il y a 10 000 ans mais ne l'était déjà plus il y a 8000 ans. Le Document 2, est un graphique présentant les variations en altitude de la balise GPS positionnée près de Vasaa. On observe qu'entre 2000 et 2012, cette balise a subi une augmentation de son altitude de 12 cm. L'étude de ces documents nous montre qu il s agit bien d un soulèvement du continent, qui se poursuit actuellement (+ 10cm de 2004 à 2011 ), mais de façon inégale en fonction de la localisation. Nous savons que la lithosphère, rigide, repose en équilibre (analogue à un équilibre hydrostatique) sur l asthénosphère, plus déformable et plus dense. Le modèle qui décrit cet équilibre est l isostasie (équilibre isostatique). Toute diminution de la force exercée par la lithosphère continentale sur l asthénosphère (érosion, fonte glaciare) va se traduire par un rééquilibrage et une remontée du bloc continental. La remontée est la conséquence de la fonte de la calotte par réajustement isostatique: Fonte de la calotte diminution du poids de la croûte réajustement isostatique remontée Ces mouvements verticaux mettent en évidence la rupture provisoire d un équilibre entre la lithosphèreet l asthénosphère. Les mouvements verticaux sont donc une situation transitoire vers l établissementd un nouvel équilibre entre les ensembles. 2/5
2ème PARTIE - Exercice 2 - Résoudre un problème scientifique (Enseignement spécifique). 5 points. Temps indicatif : 1h10 Qualité de la démarche Elément scientifiques tirés des connaissances et des documents GÉNÉTIQUE ET ÉVOLUTION Démarche cohérente Démarche maladroite Pas de démarche ou démarche incohérente Moyen l un des et insuffisant l autre Insuffisant rien note 5 4 3 2 1 0 Une mauvaise alimentation (trop sucrée, trop grasse), la sédentarité et des gènes de susceptibilité transmis par les parents peuvent induire chez l enfant et l adulte une obésité qui favorise elle-même la survenue du diabète de type 2 anciennement «de l'âge mûr», car survenant après 40-50 ans. Mais l'alimentation d'une femme pendant sa grossesse a-t-elle des conséquences sur le risque, pour sa descendance, de développer une maladie à l'âge adulte comme le diabète de type 2? Nous allons un premier temps étudier les résultats obtenus chez la souris avant de tenter de fournir des hypothèses explicatives sur cette nouvelle piste de recherche médicale. *CHEZ LA SOURIS L étude du gène «agouti» et de ses allèles est intéressante car un même génotype hétérozygote Avy/a peut conduire à des phénotypes très différents selon l alimentation de la mère gestante. Nous allons étudier le phénotype de ces hétérozygotes au niveau de leur pelage (doc1 et 2), au niveau de la méthylation de leur tissu et notamment leur ADN (doc 2) et au niveau de leur masse (doc3). Comme le montre le document 1, l allèle a ne conduit à aucun pigment. Par contre, l allèle Avy, selon son degré d expression, conduit d un pelage noir (expression nulle) à un pelage jaune (expression maximale) en passant par trois intermédiaires. La couleur de l animal va donc être un bon révélateur de l expression de l allèle Avy. Le document 3 montre que les individus Yellow ont une nette tendance à l obésité (55g après 60 semaines) par rapport aux individus PseudoAgouti (35 g après 60 semaines). Les Yellow qui montrent une forte expression l allèle Avy, ont donc une masse supérieure de (20/35) x 100 = 57% aux rats noirs dont les allèles Avy et a ne produisent aucun pigment jaune, alors même qu ils ont le même génotype Avy/a. Ceci peut se comprendre car comme l indique l énoncé, le gène agouti intervient via des protéines la pigmentation du pelage mais aussi la prise alimentaire et le métabolisme des lipides. Le document 2a montre que les suppléments alimentaires des molécules susceptibles de méthyler l ADN- donnés à des femelles gestantes ont tendance à foncer la coloration «ne» de souris descendantes (toutes toujours Avy/a ) avec environ fois moins de souris yellow et légèrement tachetées de noir et fois plus de souris noires et très tachetées de noir. La nourriture pendant la gestation se répercute donc après la naissance des petits, la couleur du pelage et donc la tendance à l obésité aussi.! Le document 2b et les mesures réalisées sur des tissus extraits de souris de même génotype (Avy/a) âgées de 150 jours montrent une forte méthylation «rémanente» des tissus des descendants alors même que c est leur mère qui a «bénéficié» de cette méthylation plus de 5 mois auparavant! On peut, à titre d hypothèse, supposer que la méthylation est conservée par la réplication «semi-conservative» de l ADN. Le degré de méthylation de l ADN des descendants est fortement corrélé avec la couleur du pelage et donc la tendance à l obésité et donc initialement à l alimentation «méthylante». En résumé, chez la Souris, certains aliments ingérés par la mère pendant la grossesse méthylant l ADN vont aboutir à une méthylation de l ADN des descendants et une répression de l allèle Avy, ce qui induira une teinte plus noire et les rendra moins susceptibles d être obèses. *ET DANS L ESPECE HUMAINE? L énoncé nous indique que la souris peut être considérée comme un modèle pertinent pour étudier ces phénomènes chez l être humain. On peut alors imaginer que l alimentation de la femme enceinte a une importance via la méthylation de son ADN puis celui de son enfant sur le degré d expression de certains gènes clés du métabolisme des triglycérides et la prise alimentaire -on parle de «phénomène épigénétique»-. Cette méthylation de l ADN se transmettrait à la descendance et donc le phénotype de la descendance serait en partie déterminé par l alimentation de la mère. Si ces données se confirment, il faudrait alors s intéresser de très près qualitativement à cette alimentation pour minimiser les risques d obésité et de diabète de type 2 la descendance de cette femme, quelques dizaines d années après. 3/5
2ème PARTIE - Exercice 2 - Résoudre un problème scientifique (Enseignement de spécialité ). 5 points. Qualité de la démarche Elément scientifiques tirés des connaissances et des documents Démarche cohérente Démarche maladroite Pas de démarche ou démarche incohérente Moyen l un des et insuffisant l autre Insuffisant note 5 4 3 2 1 0 rien Temps indicatif : 1h10 Pb : En quoi l utilisation de données d origines différentes permettent-elles de reconstituer le climat des derniers 70 000ans en Amérique du Nord? I - Les variations clim déduites de l étude des glaces du Groënland (doc 1) Il existe une relation de proportionnalité entre le le 18 0 de la glace et la t de sa formation. On peut donc retrouver des paléotempératures,et interpréter les variations de 18 0 de 110 000 ans à 15 000 ans le 18 0 oscille entre 42 et 37. Il est inférieur au 18 0 actuel. la température ne du Groenland était donc < à celle qui y règne actuellement période froide et probablement glaciaire. de 15 000 ans à 14000 ans, on observe une augmentation importante du 18 0 qui atteint -36 la température ne du Groenland a augmenté Il s est produit un réchauffement rapide du climat de 14000 à 12000 le 18 0 chute à nouveau la température ne du Groenland a baissé nouvelle période glaciaire de 12000 à 10000 puis jusqu à l actuel, le 18 0 remonte pour osciller entre 36 et 34 la température du G a augmenté et s est maintenue. Or actuellement période interglaciaire installation puis maintien d une période interglaciaire. Bilan : de -110 000 à 15 000 ans période glaciaire De -15 000 à 12 000 ans réchauffement rapide pour entrer et se maintenir en période interglaciaire avec un court retour à une période+ froide. II- Extension des glaciers et variations climatiques (doc 2) Des indices géologiques comme la répartition des moraines frontales abandonnées par les glaciers lors de leur recul permettent de reconstituer l étendue de ces glaciers. :-15 000 une calotte polaire couvre environ la moitié de l Amérique du Nord. A -10000 ans, sa surface a diminué de moitié puis, vers 5000 ans, elle régresse encore très légèrement. Actuellement, il n y a pas de calotte. :. et disparition de la calotte car fonte causée par augmentation de la t. : Depuis 15 000 ans, il s est produit un réchauffement d abord très progressif puis plus rapide. Bilan : Cela confirme les données du Groenland à propos d un réchauffement. Cependant la stabilité du 18 0 après -10 000 ans laisse supposer une stabilité du climat alors que le doc 2 laisse supposer un réchauffement d abord progressif puis accentué pdt les derniers 5000ans. III- Variations clim déduites de l analyse des pollens (doc 3) Diagrammes polliniques réalisés à partir de l étude des grains de pollens, conservés ds des séd. Et dont l abondance est le reflet de l abondance des vgtx qui les ont produits. Le Connecticut est situé la moitié sud de l Am du Nord. : -15000 à 13 000 ans, le Pin représente max 30% de la végétation et les Poacées un peu de 10% : Le climat qui régnait ds cette région était favorable à ces vgtx qui supportent des t allant de -10 à + 18 C : Climat froid ou tempéré Or Calotte polaire proche en latitude donc en accord avec les conclusions précédentes e période froide :, -13 000 à 10 000 ans le Pin et le bouleau et de vgtx herbacés de type Poacées. Le Chêne passe de 3 ou 4% à 10% 4/5
: Changement du climat puisque modif importantes, l discrète du chêne traduit cependant une élévation de t, car seule sp vraiment indicatrice de climat tempéré :Ce changement est donc un réchauffement :-10 000 à -8000 forte du Chêne du Pin et du Bouleau ainsi que des Poacées, puis stabilisation de la végétation. :Climat favorable au dvpt du Chêne : climat tempéré ds le Connecticut donc réchauffement par rapport à la période précédente Confirmation de ccl précédente= période interglaciaire à partir de -10 000 Globalement les données de natures différentes recueillies en des lieux différents se confirment. Selon doc 1 et 3 : Selon doc 2 de -15000 à -14000 (ou -13 000) période glaciaire ; réchauffement plus progressif d abord puis de -14 000 ou-13 000 à -10 000 réchauffement ; plus rapide les derniers 5000 ans de -10 000 à aujourd hui, période interglaciaire stable. 5/5