Lycée Jean Lurçat - Martigues. Sciences de la Vie et de la Terre. Travail de préparation pour une entrée efficiente en Terminale Scientifique. La préparation au baccalauréat ne se fait pas seulement au cours de l'année de Terminale, mais s'amorce en classe de Première: la Terminale n'est qu'une continuité, tant au niveau des connaissances que de la méthodologie. Il apparaît ainsi nécessaire, afin d'optimiser les premières semaines de la rentrée en Terminale S, de remobiliser les compétences méthodologiques et les savoirs, sur lesquels reposent certains chapitres du programme des Sciences de la Vie et de la Terre de Terminale. Vous devez ainsi, pour la rentrée scolaire de septembre 2016 : Réapprendre les chapitres : Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique ; Variation génétique et santé ; La tectonique des plaques : l histoire d un modèle ; Origine des familles multigéniques Réaliser les exercices ci-joints. Ce travail sera évalué lors de la première ou de la deuxième séance de cours de S.V.T, à la rentrée scolaire de septembre 2016 par votre professeur de terminale. Cette évaluation portera sur un des exercices proposés et sur une question inconnue relative aux chapitres à réviser. I - Pratiquer un raisonnement scientifique. Exercice 1 : Filiation entre les différents allèles d un même gène. Le glucose-6-phosphate déshydrogénase (G6PD) est un enzyme intervenant dans une voie de dégradation du glucose au sein des cellules. Il joue un rôle particulièrement important au sein des hématies. Cet enzyme dont la séquence comporte 515 acides aminés est codé par un gène porté par la partie propre au chromosome X. Il comporte plusieurs allèles; quatre d'entre eux sont présentés sur le document proposé. Ces différents allèles proviennent les uns des autres, au cours du temps. Etablissez la filiation entre les différents allèles du gène G6PD, à partir de l'analyse de leur séquence respective. L'allèle G6PD B est considéré comme l'allèle initialement présent dans les populations humaines. Consignes: Repérez les différences entre les allèles et l'allèle de référence. Utilisez les remarques suivantes: un allèle provient toujours d'un autre allèle par mutation. lorsqu'un allèle diffère d'un allèle préexistant par deux différences éloignées dans la séquence, cela implique l'intervention de deux mutations successives et non d'une seule mutation. l'unité de mutation est le nucléotide. Document : Séquences partielles des allèles G6PD B, G6PD A, G6PD A-, G6PD M. Seules sont indiquées les régions soulignant les différences entre les 4 allèles. 66 e, 124 e,186 e : positions des triplets (codons au niveau de l ARNm) 1
Exercice 2 : Sensibilités des moustiques aux insecticides. 2
Exercice 3 : La couleur des yeux chez la drosophile. A partir de l exploitation des documents 1à 3, déterminer pour chaque catégorie de drosophiles quels pigments sont responsables de la couleur de l œil ainsi que les différents génotypes possibles. Démontrer alors qu un même phénotype peut résulter de l expression de plusieurs génotypes différents. Document 1 : les différentes couleurs des yeux chez la Drosophile Il existe 4 couleurs d yeux chez la Drosophile : a. rouge brique ;b. rouge vif ;c. brun ;d. blanc. Document 2 : Les gènes responsables de la synthèse des pigments colorant les yeux. Chez les Drosophiles, la couleur des yeux dépend de la présence de 2 pigments, le pigment rouge vif et le pigment brun. Le gène Scarlett( St) est responsable de la synthèse du pigment rouge vif. Il existe sous deux formes alléliques différentes, St + et St -. St - code pour une protéine dépourvue d activité. Le gène Brown (Bw) est responsable de la synthèse du pigment brun. Il existe sous 2 formes alléliques, Bw + et Bw -. Bw - code pour une protéine dépourvue d activité. Document 3 : Analyse du génotype de 6 Drosophiles. 3
Exercice 4 : la synthèse des protéines repose sur deux étapes importantes, la transcription et la traduction. 1. En utilisant les deux documents suivants et vos connaissances présentez en détail les deux étapes nécessaires à la fabrication d une protéine. Chaque document doit faire l objet d un schéma d interprétation qui illustre l étape présentée sur le document. Pour illustrer votre exposé vous disposez du brin transcrit d ADN suivant : ----------CCAAACTAA------------ 2. Expliquez comment une séquence de nucléotides de l ADN peut produire des protéines différentes. Document n 1 : Etape de la synthèse des protéines réalisée dans le noyau Document n 2 : Etape de la synthèse des protéines réalisée dans le Le code génétique 4
Exercice 5 : à partir d une exploitation des documents, présenter les différents niveaux du phénotype de l hypercholestérolémie familiale. Expliquer le lien entre le génotype et le phénotype dans le cas de cette maladie. (Récepteur = Protéine) Exercice 6 : les moteurs de la 5
Exercice 6 : les moteurs de la subduction. Document 1 : Calcul de la masse d une colonne de lithosphère océanique ou d asthénosphère. Au cours de son éloignement de l'axe de la dorsale, la lithosphère océanique s'hydrate et se refroidit. Ce refroidissement se traduit par un abaissement de l'isotherme 1300 C qui représente la limite lithosphère asthénosphère: il s'ensuit un épaississement progressif de la lithosphère océanique par sa base, par adjonction d'une semelle de manteau froid et lourd. Une colonne de lithosphère de hauteur H, est constituée d'une croûte océanique d'épaisseur constante h co = 5 km et d'une semelle de manteau lithosphérique d'épaisseur (H - h co ) variable suivant son âge. La masse M L d'une colonne de lithosphère océanique, de surface égale à 1 m 2 est donc égale à : avec M L =ρ co h co + ρ ML (H - h co ) ρco = masse volumique de la croûte océanique = 2,85. 10 3 kg/m 3 ρml = masse volumique du manteau lithosphérique = 3,3. 10 3 kg/m 3 hco = épaisseur de la croûte océanique = 5000 m H = épaisseur totale de la lithosphère océanique = 9,2 (âge) 1/2 ; H est exprimée en mètres et l'âge en années. La masse M A de la colonne d'asthénosphère sous jascente, ayant la même surface et la même hauteur H que la colonne lithosphérique, est égale à M A = ρ A. H avec : ρ A = masse volumique de l'asthénosphère = 3,25. 10 3 kg/m 3 Document 2 : Masses de la lithosphère océanique et de l asthénosphère Document 3 : Conséquences de la subduction sur la composition de la lithosphère. 6
Exercice 7 : l Islande, ça chauffe! 7
Exercice 8 : Afrique-Arabie : la déchirure! Dans un article paru dans la revue «La Recherche», en mai 1997, Isabelle Manighetti, chercheur à l institut physique du globe écrivait en titre : Plus loin dans cet article on peut lire : «Un véritable océan séparera l Arabie de l Afrique dans moins de 5 millions d années» Proposer des arguments en faveur de ce scénario, à partir de l exploitation rigoureuse des documents suivant. Document 1 : image satellitaire de la zone étudiée Mer rouge 8
Documents 2 : carte de la région de la mer rouge et situation des coupes AB et CD Coupes AB et CD 9
Document 3 : profondeurs du Moho dans la partie nord de la mer rouge Document 4 : carte de la région du rift est-africain et Mer Rouge avec les vecteurs des séismes en extension le long du rift est-africain et les vecteurs mouvements calculés à partir du modèle NUVEL 1 et les données de Gaulier (1990). 10
Exercice 1 : Pour les élèves ayant choisi la spécialité SVT. 11
Exercice 2 : activité des dorsales et effet de serre. 12
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II - Restitutions organisées des connaissances (pour tous les élèves!). 1- Apres avoir présenté les différentes phases de la mitose pour une cellule à 2n = 6, expliquez comment une cellule fille qui ne reçoit que des chromosomes à une chromatide possède pourtant l intégralité du programme génétique de la cellule mère. 2- Vous expliquerez comment peuvent apparaître de nouveaux allèles dans une population. Votre travail comportera une introduction, un plan et une conclusion. Un ou plusieurs schémas sont attendus. 3- Les mutations 4- En 1912, Wegener élabore sa théorie de la dérive des continents. Après avoir présenté cette théorie, vous expliquerez quels sont les arguments sur lesquels s'est appuyés Wegener pour l'émettre et les arguments de ses détracteurs puis pourquoi elle a été finalement rejetée. 5- En 1912, Wegener élabore sa théorie de la dérive des continents qui sera rejetée. Par la suite, l idée de mobilité horizontale des continents est reprise avec l hypothèse de l expansion océanique. Exposer les faits qui ont permis d émettre l hypothèse de l expansion océanique puis ceux qui ont ensuite permis de la valider. Votre exposé doit comprendre un plan, différentes parties et une conclusion. 6- Exposer les arguments qui ont permis de mettre en évidence la subduction océanique et expliquer en quoi l étude de la subduction permet de définir la lithosphère et l asthénosphère. Votre exposé doit comprendre un plan, différentes parties et une conclusion, les principales caractéristiques de l asthénosphère et de la lithosphère sont attendues. 14
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