Bac S Pondichéry 2016 1ère PARTIE : (8 points). Le domaine continental et sa dynamique. Le Zagros Le Zagros est une chaîne de montagnes, principalement localisée en Iran, et culminant à 4548 mètres. D après http://cartographie.sciences-po.fr Indiquer quels indices géologiques il conviendrait de rechercher dans cette région et montrer comment ils permettraient de valider l hypothèse selon laquelle le Zagros résulterait de l affrontement de deux continents après disparition d un domaine océanique. L exposé doit être structuré, avec introduction, développement et conclusion. Deux schémas, au moins, illustrant ces indices sont attendus. 2ème PARTIE Exercice 1 (3 points). Maintien de l intégrité de l organisme. Un test rapide de diagnostic de la grippe La grippe est une maladie qui cause en France une mortalité importante chez les personnes âgées et les sujets fragiles. Diagnostiquer rapidement la grippe, pour le médecin, revêt alors une importance particulière dans son choix de prescrire le traitement adapté. Le test TROD est un test de diagnostic rapide de la grippe. On cherche à comprendre le fonctionnement de ce test. À partir de l étude du document, cocher la bonne réponse dans chaque série de propositions du QCM. Document : principe du test TROD Ce test permet de détecter l antigène viral de la grippe dans des prélèvements effectués au niveau de la gorge ou du nez. L échantillon prélevé est déposé à l une des extrémités d une bandelette. Celle-ci présente : au niveau de la zone de dépôt, des anticorps anti-grippe mobiles, liés à de l or colloïdal au niveau de la zone test, des anticorps anti-grippe fixés sur la bandelette et au niveau de la zone de contrôle, des anticorps anti-anticorps fixés. http://lewebpedagogique.com/bouchaud 16_TS_Pondichery2016.docx 1
L échantillon prélevé est déposé au niveau de la zone de dépôt. L ajout d une solution tampon permet ensuite la migration, le long de la bandelette, des anticorps anti-grippe mobiles liés à l or colloïdal, éventuellement associés à l antigène viral. Quel que soit le résultat du test, de nombreux anticorps anti-grippe mobiles atteignent la zone de contrôle. La fixation des anticorps liés à l or colloïdal est rendue visible par l apparition d une ligne colorée sur la bandelette. D après G.Prod hom et al., Rev Med Suisse, 2008 http://lewebpedagogique.com/bouchaud 16_TS_Pondichery2016.docx 2
Cocher la réponse exacte pour chaque proposition 1. L apparition de la ligne colorée dans la zone de contrôle est due à l association des anticorps anti-grippe mobiles liés à l or colloïdal avec : des anticorps anti-grippe. des anticorps anti-anticorps. des molécules d antigène viral. d autres anticorps anti-grippe mobiles. 2. L apparition de la ligne colorée dans la zone test, en cas de résultat positif, s explique par la fixation des anticorps anti-grippe fixés sur la : chaîne a des molécules d AG d abord fixées par les AC anti-grippe mobiles liés à l or colloïdal. chaîne b des molécules d antigènes déjà associées aux anticorps antianticorps. chaîne a des molécules d antigènes libres dans la solution tampon de migration. chaîne b des molécules d AG fixées au préalable par les AC anti-grippe mobiles liés à l or colloïdal. 3. Le fonctionnement de ce test est basé sur : la fixation des antigènes viraux par des anticorps spécifiques. la migration d anticorps anti-anticorps dans une solution tampon. la mise en évidence de la destruction du virus de la grippe. la recherche d anticorps anti-grippe fabriqués par l individu testé. 2ème PARTIE Exercice 2. 5 points. Génétique et évolution. Les chats calico Certains chats possèdent un pelage composé d une mosaïque de taches blanches, rousses et noires. On les appelle des «calico». Chacune de ces mosaïques forme un motif unique qui permet de reconnaître un individu calico aussi sûrement qu avec des empreintes digitales. On a découvert que tous les chats calico sont des femelles. À l aide de l exploitation des documents proposés et de vos connaissances : - montrer que la méiose et la fécondation permettent d expliquer les résultats du croisement présenté dans le document 2 ; - expliquer comment des chattes calico possédant un même génotype peuvent avoir des pelages différents. Le candidat ne cherchera pas à expliquer la présence de poils blancs : ce travail ne porte que sur le déterminisme des tâches rousses et noires. Document 1 : relation entre les allèles (O+ et O-) portés par les chromosomes sexuels et la couleur du pelage chez le chat La paire de chromosomes sexuels subit la même méiose que les autres chromosomes. D après A. Jaraud-Darnault, thèse, 2015 http://lewebpedagogique.com/bouchaud 16_TS_Pondichery2016.docx 3
Document 2 : résultat d un croisement On croise un chat roux avec une chatte calico. Le tableau suivant présente le résultat de ce croisement. PROPORTIONS 25 % des 25 % des 25 % des 25 % des descendants descendants descendants descendants PHÉNOTYPE calico poils roux poils roux poils noirs SEXE femelles femelles mâles mâles Aspects du pelage de trois des chatons femelles calico : Document 3 : la coloration d un poil Les mélanocytes sont des cellules qui fabriquent les pigments responsables de la coloration d un poil. Les mélanocytes de chat produisent tous un pigment roux appelé trichochrome. Mais les mélanocytes peuvent aussi former un autre pigment, l eumélanine, qui masque le trichochrome et rend le poil noir. On a découvert que l expression de l allèle O+ empêche la biosynthèse d eumélanine. Document 4 : le corpuscule de Barr Document 4.a : l hypothèse de Mary Lyon En 1949, le docteur Murray Barr découvre que le noyau de certaines cellules contient un amas d ADN qu il baptise «corpuscule de Barr». Douze ans plus tard, la généticienne Mary Lyon propose que le corpuscule de Barr corresponde à un chromosome X inactivé. Les gènes de ce chromosome ne pourraient plus s exprimer et seuls les gènes portés par l autre chromosome X seraient utilisés par la cellule. Selon cette hypothèse, dans une cellule embryonnaire possédant deux chromosomes X, c est le hasard qui déterminerait lequel des deux se transforme en corpuscule de Barr. Toutes les cellules filles de la cellule embryonnaire conserveraient ensuite le même chromosome X inactivé. Document 4.b : aspect du noyau d un mélanocyte de chat mâle (A) et du noyau d un mélanocyte de chatte calico (B) Sur ce type d image un corpuscule de Barr apparaît sous la forme d une tache blanche. D après B. Hong et al., PNAS, 2001 On retrouve les mêmes résultats dans tous les mélanocytes responsables des poils roux ou noirs des femelles. Bac S Pondichéry 2016 http://lewebpedagogique.com/bouchaud 16_TS_Pondichery2016.docx 4
2ème PARTIE Exercice 2. 5 points. Energie et cellule vivante. Fabrication d un vin pétillant La qualité d un vin dépend du cépage, du climat mais également des processus de vinification, c est-à-dire des étapes de la fabrication du vin. Un vin blanc peut être transformé en vin blanc pétillant ; cette transformation repose sur la maîtrise du métabolisme cellulaire des levures. À partir de l étude des documents proposés, mise en relation avec vos connaissances, expliquer les mécanismes permettant, à l échelle cellulaire, la fabrication d un vin blanc puis expliquer sa transformation en vin pétillant. Document 1 : composition d un moût (jus de raisin initial) et de deux vins Moût Vin blanc Vin blanc pétillant Eau 80% 80% 80% Glucose 100 g.l -1 0,5 g.l -1 0,5 g.l-1 Fructose 100 g.l -1 0,5 g.l -1 0,5 g.l -1 Acide tartrique 5 g.l -1 5 g.l -1 5 g.l -1 Éthanol traces 80 g.l -1 95 g.l -1 CO 2 0,2 g.l -1 0,2 g.l -1 2 à 4 g.l -1 Magnésium 100 mg.l -1 100 mg.l -1 100 mg.l -1 Levures* 1 g.l -1 0,2 g.l -1 0,5 g.l -1 * Remarque : les levures présentent une faible tolérance aux hautes teneurs en alcool. D après N. NEHMES, Ethesis, 2008 et http://www.larvf.com Document 2 : étude expérimentale réalisée sur du jus de raisin Document 2.a : évolution de la concentration en dioxyde de carbone dans un jus de raisin en présence ou en absence de levures http://lewebpedagogique.com/bouchaud 16_TS_Pondichery2016.docx 5
Document 2.b : évolution de la concentration en éthanol dans un jus de raisin en présence ou en absence de levures Document 3 : différentes voies métaboliques chez la levure Document 4 : matières premières nécessaires à la fabrication d un vin blanc pétillant La liqueur de tirage ajoutée au vin blanc est un mélange contenant notamment des levures et du sucre. Ce sucre est essentiellement du saccharose. Les levures sont capables de métaboliser une molécule de saccharose en une molécule de glucose et une molécule de fructose. http://lewebpedagogique.com/bouchaud 16_TS_Pondichery2016.docx 6
Correction. I. Voilà un sujet classique où le document ressource ne sert strictement à rien sauf à localiser le Zagros! Bref, on peut faire un plan en deux parties. I. Les indices qui valident la disparition d un domaine océanique. L objectif est de montrer qu on trouve des traces d une ancienne LO qui a disparu. On peut donc commencer par rappeler le cortège de roches que l on trouve dans la LO (cortège ophiolitique) : péridotites mantéliques, gabbros et basaltes crustaux (avec, si vous voulez préciser, les basaltes en filons et en coussins), le tout étant parfois surmonté des sédiments que l on peut retrouver (notamment des sédiments post-rift comme les radiolarites). Si vous voulez réellement montrer la disparition du domaine océanique, alors il faut prouver que l océan initialement présent a disparu. On peut alors retrouver les anciennes bordures de l océan (marges passives : blocs basculés avec les sédiments qui reposent dessus). Quoi de mieux aussi que de retrouver d anciennes roches de la LO ayant subi le processus de subduction, donc des roches du faciès HP/BT (métagabbros, métabasaltes) avec des minéraux de HP/BT comme la glaucophane, la jadéite ou le grenat (ou alors parler de faciès SB et éclogite). II. Les indices de l affrontement des deux continents. Ils sont morphologiques : présence actuelle d un haut relief (auquel répond en profondeur une racine crustale, visible par exemple par profils sismiques) Ils sont aussi tectoniques : - Les plis (à définir) / Les failles inverses (à définir) / Les chevauchements (à définir). Ils sont enfin métamorphiques. Par exemples, des roches continentales ont pu descendre en profondeur par subduction continentale : on trouve par exemple des minéraux de UHP, tels la coésite. Possiblement, les roches ont pu saisir une FP : migmatites, granites (d anatexie) Les deux schémas demandés sont aisément trouvables parmi la liste précédente. II. Finalement beaucoup de lecture pour un tout petit qcm! 1. L apparition de la ligne colorée dans la zone de contrôle est due à l association des anticorps anti-grippe mobiles liés à l or colloïdal avec : des anticorps anti-anticorps. 2. L apparition de la ligne colorée dans la zone test (résultat positif), s explique par la fixation des AC anti-grippe fixés sur la : chaîne a des moléc d AG d abord fixées par les AC anti-grippe mobiles liés à l or... 3. Le fonctionnement de ce test est basé sur : la fixation des antigènes viraux par des anticorps spécifiques. III. Probablement le plus intéressant Mais c est presque une copie conforme d un exercice donné cette année (les chats «écaille de tortue») La problématique est double : comment les mécanismes de la RS expliquent l obtention de chats «calico» et comment, à partir d un même génotype, on peut avoir des pelages différents. Le doc 1présente simplement les relations de dominance /récessivité entre les deux allèles impliqués (O+ et O-), et le fait qu ils soient liés au K X exclusivement. En gros, un mâle ne porte qu un seul allèle, et il détermine directement le phénotype. - Mâles (XO+/Y) à [roux] et (XO-/Y) [noir] - Femelles homozygotes (XO+/XO+) [roux] et (XO-/XO-) [noir] - Femelles hétérozygotes (XO+/XO-) [calico]. Nous sommes donc dans un cas de codominance : un nouveau phénotype apparaît. Le document 2 présente un croisement. Il ne fait intervenir qu un seul gène = hyper facile!!! Le mâle [roux] a fortiori (XO+/Y) est croisé avec une femelle (XO+/XO-) [calico]. Le mâle produit 2 catégories de gamètes équipb : XO+ et Y, la femelle aussi, équiprobable (XO-) et (XO+). Vous pouvez faire un échiquier de croisement, et vous obtiendrez : - 50% de mâles : (XO+/Y) à [roux] et (XO-/Y) [noir] (en mêmes proportions) - 50% de femelles : (XO+/XO+) [roux] et (XO+/XO-) [calico] (proportions identiques). Bref, ici les mécanismes de la RS (méiose puis F!) expliquent bien les résultats du croisement. Première partie accomplie. Passons à la deuxième! Le document 3 montre le rôle des mélanocytes dans la coloration du pelage félin. De base, ils produisent un pelage roux (trichochrome), et il existe evt un autre pigment : l eumélanine, noir, qui masque le trichochrome. O+ empêche la synthèse de l eumélanine à poil roux (voir au début). Cpdt, comment expliquer le [calico] dans ce cas, alors que ces chats ont un allèle roux? Document 4. Chez la femelle, une des deux K est inactivé (corpuscule de Barr). Le K inactivé dépend alors du hasard. Dans un embryon, certaines cellules (et leur descendantes) exprimerait alors un X, et d autres l autre). Chez le noyau d un mélanocyte de mâle, il n y a pas de corpuscule de Barr (forcément), alors qu il est visible chez la femelle. Bref, certains mélanocytes d un chat femelle hétérozygote expriment l allèle O+ lié à leur X (poil roux), et d autres le O- (noir), ce qui explique les taches rousses et noires de ces chats. Comme c est le hasard qui provoque l inactivation du X, cette inactivation est spatialement différente d un chat calico à l autre, si bien que pour un même génotype, on peut avoir plusieurs phénotypes différents! Ne reste plus qu à conclure et à répondre de manière synthétique à la problématique. http://lewebpedagogique.com/bouchaud 16_TS_Pondichery2016.docx 7