CORRIGE TYPE Epreuve de SVT Enseignement spécialité. Baccalauréat session Juin 2014. Partie 1 (8 points) Diversité génétique Introduction : Au fil des générations de drosophiles, les descendants présentent des ressemblances avec les lignées parentales mais s en distinguent aussi par une combinaison phénotypique différente : il y a un brassage des caractères lors de la reproduction sexuée. C est ainsi que les descendants ne sont pas identiques génétiquement à leurs parents. On se propose de montrer par quels mécanismes la reproduction sexuée aboutit à la diversité génétique observée dans le cas présenté. 1/ Le brassage génétique lors de la méiose. Le croisement présenté montre deux populations parentales qui se distinguent par la longueur des ailes et la couleur du corps. Chaque caractère est monogénique (commandé par un seul gène). Ces lignées sont homozygotes pour les deux gènes et les gènes impliqués sont indépendants. Au vu des ces informations, le brassage qui intervient est le brassage inter-chromosomique. Lors de l anaphase 1 de méiose, chaque chromosome d une paire de chromosomes homologues peut migrer aléatoirement, et de façon indépendante pour chaque paire, vers l un ou l autre des pôles de la cellule. Il y a ainsi un brassage des chromosomes homologues dans les cellules filles. Ce brassage est mis en évidence par un croisement test entre le représentant de la F1 (hétérozygote pour les deux gènes) et un parent homozygote et présentant les allèles récessifs de ces gènes (population 2). On observe dans la descendance des drosophiles à ailes longues, corps sombres et des drosophiles à ailes courtes, corps clair. Ces combinaisons phénotypiques n étaient pas présentes dans les populations parentales. Le dénombrement des descendants aboutit à 4 phénotypes en proportion équivalentes (cf schéma), ce qui prouve bien le caractère aléatoire de la migration des chromosomes homologues. en partenariat avec epicureweb.fr 1
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2/ Le brassage génétique lors de la méiose. La rencontre entre les gamètes mâle et femelle étant aléatoire, le matériel génétique du zygote est issu de l union des matériels génétiques de deux gamètes tirés au sort parmi une quasi-infinité de gamètes possibles, possédant chacun une combinaison allélique originale pour les gènes étudiés. Le zygote possède donc également une combinaison d allèles inédite, ce qui participe à la diversité génétique des individus au sein de l espèce. Ce brassage s illustre bien grâce à l échiquier des fécondations ci-dessous. Conclusion : Nous venons de voir qu au sein d une espèce, le brassage interchromosomique et la fécondation conduisent à une diversité génétique importante. Mais un autre brassage peut intervenir si l on considère des gènes liés : c est le brassage intrachromosomique (apparition de nouvelles combinaisons alléliques avec la présence de chromatides remaniées). L ensemble de ces mécanismes génétiques conduisent à une immense diversité potentielle des zygotes : en effet, chaque descendant contient une combinaison unique et nouvelles d allèles. en partenariat avec epicureweb.fr 3
Partie 2 Exercice 1 (3 points) L histoire des Alpes. 1- La croûte continentale est fracturée. Les différents compartiments se sont déplacés les uns par rapport aux autres selon : Réponse c : un mouvement le long d une faille inverse associé à une compression. 2- L épaississement de la croûte continentale est lié à : Réponse a : la formation d une racine crustale et d un relief constitué de sédiments plissés et charriés. 3- Les ophiolites sont : Réponse c : les traces d une lithosphère océanique formée au préalable dans un contexte de divergence. 4- Les blocs basculés associés à des sédiments prouvent la présence, avant la formation de la chaîne de montagne : Réponse a : d une ancienne marge passive associée à une divergence. 5- Les sédiments d érosion présents sur la coupe montrent : Réponse a : que la disparition des reliefs avait déjà débuté il y a -35 Ma. Partie 2 Exercice 2 (5 points) Produire un jus de banane à destination des jeunes enfants. Dans l objectif de produire un jus de banane plus équilibré et conçu pour de jeunes enfants, un industriel souhaite mettre en œuvre un procédé pour obtenir un jus plus adapté à partir du jus de banane initial. Essayons de lui expliquer comment il peut faire. 1/ Objectifs de l industriel et composition du jus de banane souhaité (document 1 et 2). L objectif de l industriel est double : réduire la saveur sucrée trop prononcée et réduire l opacité trop importante du jus. Pour diminuer la saveur trop sucrée, l industriel doit réduire la teneur en glucose (5% à l état des traces) du jus de banane initial, le glucose étant en effet fortement responsable de la saveur sucrée du jus (document 2). en partenariat avec epicureweb.fr 4
Pour diminuer l opacité, l industriel doit réduire la teneur en amidon (2% vers traces). Car en effet c est l amidon qui contribue à l opacité du jus (document 2). On peut noter également une augmentation de la teneur en maltose du jus. Pour obtenir ce jus, l industriel pourra utiliser des enzymes qui modifieront la composition du jus de banane initial. 2/ Premier objectif : Diminuer la saveur trop sucrée. Afin de diminuer la saveur trop sucrée, il est nécessaire réduire la teneur en glucose du jus. Pour cela, on peut conseiller à l industriel d utiliser (document 3) la maltose-synthase. A une température de 37 C, cette enzyme synthétise une molécule de maltose à partir de 2 molécules de glucose. L utilisation de cette enzyme contribuera donc à faire baisser significativement la saveur sucrée du jus et aussi à augmenter sa teneur en maltose. 3/ Deuxième objectif : Diminuer l opacité du jus. Afin de diminuer l opacité, il est nécessaire réduire la teneur en amidon de ce dernier. Pour cela, on peut conseiller à l industriel d utiliser (document 3) l amylase à une température de 37 C. En effet, cette enzyme placée dans des conditions de températures proche de 37 C, réalise l hydrolyse de l amidon (document 3) : - dans le tube 2 au bout de 8 min il n y a plus d amidon (eau iodée jaune) mais présence de maltose (test positif à la liqueur de Fehling et glucotest négatif donc pas de glucose). - dans le tube 1 : l amylase portée à une température de 2 C ne permet l hydrolyse de l amidon (eau iodée bleu-violacé amidon toujours présent et pas glucose ni de maltose car test à la liqueur de Fehling et glucotest négatifs) - dans le tube 3 : l amylase portée à une température de 85 C ne permet pas l hydrolyse de l amidon (enzyme dénaturée) (pour les mêmes raisons/ mêmes résultats que tube 1). - le tube 4 est un tube témoin où l amylase a été remplacée par de l eau distillée. La réaction catalytique n a pas lieu. Conclusion : Ainsi à partir du jus de banane initial, un traitement à l amylase et à la maltosesynthase est suggéré à l industriel. Dans des conditions proches de 37 C, ces deux enzymes seront actives et permettront tout en augmentant la teneur en maltose, de réduire la saveur sucrée et l opacité du jus. en partenariat avec epicureweb.fr 5