Sujets et corrigés
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Annales Bac 2017 Inclus Sujets du Bac 2016 s é ig r r o c t e s t Suje SVT obligatoire + Spécialité T le S Nathalie Fabien Professeur agrégé de SVT Professeur au lycée Sud médoc Patrice Delguel Professeur agrégé de SVT Professeur au lycée Sud médoc Conception graphique Couverture : Mélissa Chalot Intérieur : Jehanne-Marie Husson Réalisation Couverture : Audrey Izern Intérieur : Soft Office Schémas : Lasergraphie – Domino (Christophe Vallée) – Jean-Luc Maniouloux – Soft Office www.hachette-education.com ISBN : 978-2-01-290364-7 © Hachette-Livre 2016, 58, rue Jean Bleuzen, CS 70007, 92178 Vanves Cedex. Tous droits de traduction, de reproduction et d’adaptation réservés pour tous pays. AVANT-PROPOS Cet ouvrage a été réalisé afin de vous préparer efficacement aux épreuves de Sciences de la Vie et de la Terre, obligatoire et spécialité, du baccalauréat série S. L’organisation des sujets Cet ouvrage est composé de 12 sujets complets corrigés de l’épreuve écrite posés récemment en France métropolitaine, dans les Dom-Tom ou dans les centres étrangers, de 4 sujets corrigés de l’épreuve expérimentale et de 2 sujets de l’épreuve orale de rattrapage. À partir de la page 219 vous sont proposés les sujets de la session de 2016. Cet ensemble couvre les 3 thèmes obligatoires et les 3 thèmes de spécialité au programme. Pour chaque thème, des exercices de type I (partie I), de type II1 (Partie II Exercice 1) et de type II2 (Partie II Exercice 2) sont traités. Le tableau de la page 9 présente le classement des exercices de tous les sujets par thèmes du programme. Chaque thème du programme (obligatoire et spécialité) est affecté d’une couleur spécifique qui permet de le repérer facilement dans l’ouvrage. Vous pouvez ainsi décider de travailler un thème en vous entraînant sur les différents types d’exercices rencontrés à l’examen ou, en fin d’année, aborder un sujet dans son intégralité. En tête de chaque sujet, nous avons indiqué le temps conseillé pour la réalisation de chaque exercice. Votre travail tout au long de l’année Pour réussir le jour de l’examen, vous devez bien sûr travailler régulièrement en établissant des ponts entre les différents chapitres traités en cours (en effet un même sujet peut mobiliser des notions étudiées dans différents chapitres) et sans « faire d’impasses ». Vous exercer tout au long de l’année à faire des sujets proposés au baccalauréat les années antérieures ne peut que vous être profitable. Nous espérons ainsi que cet ouvrage, que nous avons voulu complet et pratique, vous permettra de réviser sereinement et efficacement. Les auteurs 3 MODE D’EMPLOI 2 On a mo ntr tation des é que la captur e de pla polypes. ncton ne Sujet 2 représent Question e que 10 à 20 % On che de l’alim rch enfonction e à comprend re, en exp ne l’asso Cochez ciation loitant ent la propo les docum sition exa re le polype et ent s fourni les xan cte pour Docume s, comme thelles. chaque nt 1. Le nt question corail . DIT SUJET INÉ SUJET NSEILS CO ge des , repéra exercices tion : rdre des de résolucé, choix de l’o icative non Durée ind rapide de l’é re ctu – Le 10 min. annexes : 1 h 20 min. 30 min. I : – Partie II. Exercice 1 : 1 h 10 min. 10 min. – Partie II. Exercice 2 : ercice 2 : 1 h – Partie é partie II. Ex alit – Spéci e : 10 min. re : tur – Relec musculai Polype (tissu viv mou du ant corail) Squelet calcaire te du corail A. e et fibre Neuron s) cétyle 3-B : te de l’a int antagonis tes projetées I Thèm rveuse (8 po (poison PARTIE het tion ne ica le curare t avec des fléc nt un lise la comm zonie uti paralysan Le temps de réalisation conseillé pour chaque exercice. Indication du thème de chaque exercice avec une couleur particulière pour chaque thème du programme. Polype d’Ama en les Indiens rs proies re et Certains sser leu pour cha musculai choline) sarbacanes. traction r la con de ou t inhibe à l’aide né d’un ule peu léc mo te accompag Question ment cet aux chassés. structuré n. com nt sio ez me im clu page 46 Montr eloppe les an une con Corrigé ralyser égrera un dév uction et ainsi pa e introd thèse int si qu’un ain Votre syn as schém plusieurs tion A. Fragm Xanthelle s B. male). B. ent de corail (d’ après Lac Photo de aze polypes contenant -Duthiers in Bea des xan um nt 2. Ex thelles dan ont Cassier. Sur un réc périenc Biologie s leurs tiss anitranspa if corallien, à Pue e de C.S. Ro us. rente son gers rto Rico, t l’une à l’autre. installées à 4 m deux « serres » identiq Positionné de profon ues, sou deur et es dans s ma (po à le 5 m ur sen laisser de distan tière plastique évolu passer le s du courant ce, parallè de coraux tique et né dom pla Gé ina nct lem . : nt, elle on) et ent On mesur Pendant cinq ème 1-A s les semaines, renferment une s sont ouverte e l’allon que dan s aux ext ice 1 Th gement population on contrent cteurs des branch recouvre la rémités II. Exerc dense serre A ne se ren coraux constru des es de cor PARTIE d’un voi et comparabl Vitesse vie qui s aux. e le plastiq moyenne s) icale. Le oasis de possèdent (3 point ue noir. de croissa sont des la zone intertrop Cnidaires) qui développent Ser Avant l’ex nce des alliens re A se de cor des pér et des ifs bra ent ien us ce nches en profon nchem Les réc leurs tiss Serre B cm/an 8,3 ires et peu animaux (embra helles) dans Après l’ex eaux cla ant périence sont des aires (X 8,4 de récifs aryotes unicellul nutriments. 0,5 s en euc Docume algues s pauvre eaux trè dans des D’après 8,0 l’article de R. Tro adec 38 39 IGÉS Sujet 5 CORR Corrigés PARTIE I Le docum Bmp2 ind ent 2 a permis de Sujet 5 pondan uit une croissa montrer que la tà nce acc CORRIGÉ rue des présence d’une De même la main). S doigts du con convenabl , la présence segments centration imp de ortante distal (seg Chez la e des membres la protéine Prx de ment a chauve-so et pour corresbras et de un allonge1 est indispens uris, on able pou de la ma la main (docum observe que le ment du bras r la mise en et de in chez gène ent 3). Cec la On peu i perme Prx1 s’exprim la main (docum place t donc ima chauve-souris t e ent 4). fortem cation de du docum d’expliquer giner que la longue ent au niveau surexpres l’expression de l’origine du ent 1. ur des ava du gro nt-bras Bmp2 et sion des gènes gènes du dévelo upe des chirop et Bmp2 et ppe tère chez la Prx1 qui vont Prx1 ind ment présents s est due à une activer chauve-so uit une d’autre uris. synthè chez les mamm modifis gènes ifères. La permettan se importante des t la croissa protéin SPÉCIAL es nce des ITÉ PA me mb res RTIE II. oire – QCM Travail préparat de bien le sujet il est conseillé ttent ées, toutefois ■ Comprendre pas à être justifi sous vous perme données ci-des au QCM n’ont Les réponses Les justifications connaissances. cours. mobiliser ses le contexte du en équilibre question dans de resituer la hère rigide repose Une préparation développée au corrigé de chaque exercice. La lithosp libre isostatique. juste. En effet la la : on parle d’équi proposition b est Question 1. La able et plus dense mble forme la lithosphère, donc ). ère plus déform l’ense a est donc fausse sur l’asthénosph lithosphérique, sur le manteau ère (la proposition . croûte se trouve sur l’asthénosph proposition c est donc fausse pas directement au supérieur, la croûte ne repose croûte partie du mante la fait ère dater L’asthénosph ogie permet de à 4 Ga, alors La radiochronol eurs juste. est supéri b s parfoi proposition roches d’âges variés,(les propositions a et c sont donc Question 2. La ci présente des a continentale. Celle- océanique n’excède pas 260 M croûte que l’âge de la que des structures fausses). inverse est une la juste. Une faille compressives (donc proposition a est s à des contraintes qui induit un raccoursoumi sont Question 3. La s e des terrain de la faille, ce ment l’on retrouve lorsqu ). Les terrains glissent le long résulte de l’étire est marge passive proposition c réponse b est fausse issement des terrains. Une entaux (donc la épaiss un contin et s ent terrain de cissem intes distensives sous des contra fausse). Travail prépar at ■ Comp ren oire Exercice 2 dre le su Le suje jet t porte exc dant. Il faut don lusivement sur produc c mobili le diabèt tio hyperg n d’insuline ser vos connai e de type 1 ou diabèt qui est lycémie ssance s sur ce une hor ment et chez le e insulino diabèt mone jeune surveillan -dépen e : insuff hypogl enfant Des dis ce quo ycé , positio tid ienne de nécessité d’in miante, app isance de la ns afin d’a arition jection la glycém ssurer au particulières d’une d’insul dan des inc ie. jeu s le cad ine rég ne diabét ide re de la ulièreique des sont fon nts liés à sa scolari malad con dés sur té sont ditions ie. de type un dia mises en qui lui gnostic Les conseils 1 et en perme pla et glo les ten ce tte recom bal éta connai ant com nt de manda n de synthèse bli pte de le Projet ssances sur ce tions du prévenir l’origin à partir des oire – Questio dia mé symptô e de ce Ce sujet d’accueil individ bète et la Travail préparat mes du decin diabèt néc ne vou glycém s demandualisé de l’ad essité d’un sui e. Il s’agit don diabète domaines le sujet ie. olescent c de vi spécifi tée entre les e pas de (PAI). ■ Comprendre que déc relier d’altitude consta comparer la comporentre la différence rit dan r dans demande de comprendre s le détail ■ Orga . Dans les deux cela on nous On cherche à Pour entale de iques. contin la régula niser so et océan et dans océanique et continentaux tion de n devo La premiè des lithosphères ieure d’une croûte n supér nisatio bre la partie équili ir re partie dans sa sition et l’orga repose en devez est composée de la ue. L’ensemble uti ique est cas, la lithosphère du manteau lithosphériq les doc liser les docum question por lithosphère océan ure vos ument te sur l’or osition de la ents rela sa partie inférie s 3 et 4 ère. La comp ces données avec l’analy igin arer nosph tifs comp e per l’asthé à ce dia se du osition mettent isostatique sur ère S), vous devez n de la comp bète ain diabète de (par exe des graphique de com typ ramme de premi continentale. La comparaiso si que mple pou s vous prendr le de l’isostasie donnée (prog vos con e 1. Vous devez pas la hère e l’origin r l’insul lien avec le modè toujou sur la lithosp naissance mê e de ce Sujet 6 CORRIGÉS densités et le rs relever connaissances leurs l’axe de me) et ne pas inémie, l’éc tée. s : de croûtes, de helle des attentive diabète. Lor l’insuliné lire la val d’altitude consta des deux types s de Dans un la différence gra me mie et eur de comprendre invers second la glycém duations des nt les échelle permettra de – si la subduction se réalise sous une plaque continentale, observe untem alignement varon s deux axe iation ie sur les ps, il peu ement. s de la s n’est valeurs t être de volcans dans une chaîne montagneuse appelé cordillère (exemple : la cordillère glycém des donnée intéressa ie chez s par nt d’anal Andes en Amérique du Sud). un ind ivid yser et 104 u non d’in – si la subduction se produit sous une plaque océanique, l’alignement de volcans forme diabét ique et terpréter les une guirlande d’îles volcaniques (portant des volcans actifs). Cet alignement prend la d’obse rver les plupart du temps une forme courbe : on parle d’arc insulaire volcanique. Dans les zones de subduction, on retrouve deux types de roches magmatiques : des roches magmatiques volcaniques et des roches magmatiques plutoniques. Un corrigé rédigé pour chaque exercice. 113 II-2 La formation des roches magmatiques Le magma chaud, formé en profondeur, est moins dense que la péridotite environnante et va avoir tendance à remonter. • Si le magma arrive en surface, la lave émise se cristallise rapidement. Le refroidissement est donc rapide et est à l’origine des roches volcaniques des zones de subduction. Ces roches sont formées d’une matrice composée de matière non cristallisée (verre) et de cristaux en forme de baguettes (microlites), on parle de texture microlitique. Des phénocristaux peuvent aussi être observés, noyés dans la matrice. Les roches volcaniques (région 4 du schéma) produites sont essentiellement : – des andésites composées de phénocristaux d’amphiboles et de plagioclases et d’une matrice contenant du verre et des microlites (amphibole et plagioclases) ; – des rhyolites composées de phénocristaux de quartz, d’amphiboles, de feldspaths potassiques et plagioclases, de biotite et d’une matrice contenant du verre et des microlites (quartz et feldspaths). Schéma de l’origine du magmatisme dans les zones de subduction et de la production de nouveaux matériaux continentaux Profondeur (km) 4 Andésite + rhyolite 0 50 100 150 1 000 °C Croûte océanique Croûte continentale Manteau lithosphérique Asthénosphère Manteau hydraté Isotherme 1 000 °C 1 5 Granodiorite + granite 2 1 000 °C 3 • Si la remontée du magma se fait dans la croûte continentale, il peut alors être contaminé et s’enrichir en éléments chimiques, ce qui va le rendre plus visqueux. Ce magma cristallise lentement en profondeur, certains minéraux commencent à se former. Ce mécanisme de cristallisation fractionnée entraîne entre autres un enrichissement en 128 4 Des schémas en couleurs tels qu’on vous les demande à l’examen. SOMMAIRE Avant-propos..................................................................................... Mode d’emploi. . ................................................................................. 3 4 Se préparer à l’épreuve du Bac Tableau des sujets classés par thèmes du programme.............................. 9 Présentation de l’épreuve de SVT au baccalauréat ................................. 10 Conseils pour l’épreuve....................................................................... 13 S’entraîner sur les sujets Les sujets de 2016 sont présentés à partir de la page 219 Sujets d’écrit SUJET 1 Sujet inédit........................................................................ 17 Partie I : QCM sur tout le programme obligatoire............................. 17 Partie II. Exercice 1 : Le domaine continental et sa dynamique............. 22 Partie II. Exercice 2 : Le maintien de l’intégrité de l’organisme : quelques aspects de la réaction immunitaire................................. 23 hydrosphère, climats : du passé à l’avenir........................................................................ 25 Spécialité - Partie II. Exercice 2 : Atmosphère, Corrigés .......................................................................................... 28 SUJET 2 Sujet inédit........................................................................ 38 Partie I : Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse.. Partie II. Exercice 1 : Génétique et évolution......................................... Partie II. Exercice 2 : Le domaine continental et sa dynamique............. Spécialité - Partie II. Exercice 2 : Glycémie et diabète............................... Corrigés .......................................................................................... 38 38 41 44 46 SUJET 3 Sujet inédit........................................................................ 57 Partie I : La plante domestiquée. ....................................................... 57 Partie II. Exercice 1 : Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse........................................................... 59 5 Sommaire Le maintien de l’intégrité de l’organisme : quelques aspects de la réaction immunitaire................................. 61 Spécialité - Partie II. Exercice 2 : Énergie et cellule vivante. ..................... 63 Partie II. Exercice 2 : Corrigés .......................................................................................... 67 SUJET 4 Amérique du Nord - Juin 2013........................................... 77 Le domaine continental et sa dynamique – Géothermie et propriétés thermiques de la Terre. ........................ 77 Partie II. Exercice 1 : Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse........................................................... 78 Partie II. Exercice 2 : La plante domestiquée......................................... 80 Spécialité - Partie II. Exercice 2 : Glycémie et diabète............................... 82 Partie I : Corrigés .......................................................................................... 85 SUJET 5 Polynésie - Juin 2013.......................................................... 96 Partie I : Le domaine continental et sa dynamique............................ Partie II. Exercice 1 : Génétique et évolution......................................... Partie II. Exercice 2 : Génétique et évolution......................................... Spécialité - Partie II. Exercice 2 : Glycémie et diabète............................... 96 98 99 101 Corrigés .......................................................................................... 104 SUJET 6 France métropolitaine - Juin 2013...................................... 117 Partie I : Le domaine continental et sa dynamique ........................... 117 Partie II. Exercice 1 : Génétique et évolution......................................... 117 Partie II. Exercice 2 : Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse........................................................... 121 Énergie et cellule vivante. ..................... 124 Spécialité - Partie II. Exercice 2 : Corrigés .......................................................................................... 126 SUJET 7 Pondichéry - Avril 2014...................................................... 137 Partie I : Géothermie et propriétés thermiques de Partie II. Exercice 1 : Neurone et fibre musculaire : la Terre................ 137 la communication nerveuse........................................................... 138 Partie II. Exercice 2 : Génétique et évolution......................................... 140 Spécialité - Partie II. Exercice 2 : Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l’avenir........................................................................ 143 Corrigés .......................................................................................... 146 6 Sommaire SUJET 8 France métropolitaine - Juin 2014...................................... 157 Partie I : Génétique et évolution......................................................... 157 Partie II. Exercice 1 : Le domaine continental et sa dynamique............. 158 Partie II. Exercice 2 : Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse........................................................... 160 Spécialité - Partie II. Exercice 2 : Glycémie et diabète............................... 163 Corrigés .......................................................................................... 166 SUJET 9 Pondichéry - Avril 2015...................................................... 179 Partie I : Génétique et évolution ........................................................ Partie II. Exercice 1 : Le domaine continental et sa dynamique............. Partie II. Exercice 2 : Le domaine continental et sa dynamique............. Spécialité - Partie II. Exercice 2 : Énergie et cellule vivante. ..................... Corrigés .......................................................................................... 179 180 183 186 189 SUJET 10 France métropolitaine - Juin 2015...................................... 202 Géothermie et propriétés thermiques de la Terre – La plante domestiquée.................................................................. 202 Partie II. Exercice 1 : Génétique et évolution......................................... 203 Partie II. Exercice 2 : Le domaine continental et sa dynamique............. 205 Spécialité - Partie II. Exercice 2 : Énergie et cellule vivante. ..................... 207 Partie I : Corrigés .......................................................................................... 209 Sujets de la session 2016 SUJET 11 Pondichéry - Avril 2016...................................................... 219 Partie I : Le domaine continental et sa dynamique............................ 219 Partie II. Exercice 1 : Le maintien de l’intégrité de l’organisme : quelques aspects de la réaction immunitaire................................. 220 Partie II. Exercice 2 : Génétique et évolution......................................... 222 Spécialité - Partie II. Exercice 2 : Énergie et cellule vivante. ..................... 225 Corrigés .......................................................................................... 228 SUJET 12 France métropolitaine - Juin 2016...................................... 242 Partie I : Génétique et évolution – La plante domestiquée................. 242 Partie II. Exercice 1 : Le domaine continental et sa dynamique............. 243 Partie II. Exercice 2 : Le maintien de l’intégrité de l’organisme : quelques aspects de la réaction immunitaire................................. 245 7 Sommaire Spécialité - Partie II. Exercice 2 : Énergie et cellule vivante. ..................... 247 Corrigés .......................................................................................... 250 Sujets de l’évaluation expérimentale Évaluation 1 : La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant. ..... 262 Corrigés .......................................................................................... 264 Évaluation 2 : La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant. ..... 266 Corrigés .......................................................................................... 270 Évaluation 3 : Corps humain et santé................................................. 272 Corrigés .......................................................................................... 274 Évaluation 4 : La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant . 276 Corrigés .......................................................................................... 278 Sujets de l’épreuve orale de rattrapage ORAL Sujet 1 Génétique et évolution..................................................................... 282 Le maintien de l’intégrité de l’organisme : quelques aspects de la réaction immunitaire............................................................ 282 Corrigés .......................................................................................... 283 ORAL Sujet 2 Enjeux planétaires contemporains. ................................................. 285 La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant. .................... 286 Corrigés .......................................................................................... 287 8 JUIN 2016 SUJET 12 France métropolitaine CONSEILS Durée indicative de résolution : – Lecture rapide de l’énoncé, choix de l’ordre des exercices, repérage des annexes : 10 min. – Partie I : 1 h 15. – Partie II. Exercice 1 : 25 min. – Partie II. Exercice 2 : 1 h 30. – Spécialité partie II. Exercice 2 : 1 h 30. – Relecture : 10 min. PARTIE I Thème 1-A : Génétique et évolution Thème 2-B : La plante domestiquée Question de synthèse (5 points) Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l’évolution : l’exemple de la vie fixée chez les plantes Dans son ouvrage Éloge de la plante (2004), le botaniste Francis Hallé discute des surfaces d’échanges chez les végétaux et animaux. « Mesurer la surface d’un végétal n’est pas chose facile […] Quelle peut être la surface aérienne d’un arbre de 40 m de haut ? Une estimation de 10 000 m2 (1 ha) n’est certainement pas exagérée ; la surface « interne » permettant les échanges gazeux serait 30 fois supérieure. […] En ce qui concerne les surfaces racinaires, les investigations sont encore plus difficiles et les données encore plus rares : la surface souterraine d’un plant de seigle serait 130 fois plus grande que la surface aérienne. […] » Exposez en quoi les structures des organes impliqués dans les échanges nutritifs externes et internes d’une plante sont adaptées à son mode de vie fixé. L’exposé doit être structuré avec une introduction et une conclusion et sera accompagné d’un schéma fonctionnel synthétique. Corrigé page 250 242 Sujet 12 QCM (3 points) Cochez la bonne réponse dans chaque série de propositions. Question 1. La collaboration plante-animal : a) s’exerce exclusivement lors de la pollinisation ; b) s’exerce lors de la pollinisation et de la fécondation ; c) s’exerce lors de la pollinisation et de la dispersion des graines ; d) s’exerce exclusivement lors de la dispersion des graines. Question 2. Les variétés hybrides : a) sont obtenues par transgenèse ; b) combinent des caractères agronomiques des deux parents ; c) résultent d’auto-croisements ; d) résultent d’un processus de sélection variétale seule. Question 3. Les plantes OGM sont le résultat : a) de mutations d’espèces cultivées ; b) d’hybridations d’espèces cultivées ; c) de sélections variétales ; d) de génie génétique. Corrigé page 253 PARTIE II. Exercice 1 Thème 1-B : Le domaine continental et sa dynamique (3 points) Le magmatisme en zone de subduction Le Sinabung (2 460 m) est l’un des volcans actifs d’Indonésie, situé sur l’île de Sumatra. L’éruption explosive la plus récente de l’histoire du Sinabung a eu lieu le 1er février 2014 formant un panache éruptif de 17 km de hauteur. Question À partir des données des documents présentés, caractérisez le contexte géodynamique de cette zone et identifiez la nature des roches produites par le volcan Sinabung. 243 Sujet 12 CORRIGÉS Corrigés PARTIE I Travail préparatoire – Question de synthèse ■■ Comprendre le sujet Cette question permet de vérifier vos connaissances sur les organes impliqués dans les échanges nutritifs d’une plante avec son environnement. Il faut se limiter aux échanges nutritifs ; donc vous ne parlerez ni de protection ni de reproduction au cours de votre exposé. Le végétal vit dans un milieu dilué (peu de dioxyde de carbone dans l’atmosphère et peu d’eau dans le sol). De plus, la plante a un mode de vie fixé. Il s’agit ici de montrer que les organes du végétal permettent des échanges nutritifs importants avec son environnement. Il faudra pour cela montrer qu’à l’interface sol/air le végétal développe de vastes surfaces d’échange avec son environnement. La délocalisation des entrants (dioxyde de carbone au niveau des feuilles et eau au niveau des racines) implique la présence d’un système de conduction de la matière dans le végétal entre les organes. ■■ Organiser son devoir Une introduction, un développement structuré et une conclusion sont attendus. • L’introduction doit permettre de poser la problématique. • Le développement peut se faire en deux parties : – une première partie où on développera les organes impliqués dans les échanges nutritifs externes (au niveau foliaire et racinaire) ; – une deuxième partie où on décrira les organes impliqués dans les échanges nutritifs internes (au niveau de la tige). Il faudra aussi réaliser un schéma fonctionnel qui doit reprendre tous les organes décrits précédemment. Il est donc préférable de placer ce schéma à la fin de votre développement (et non en conclusion). • La conclusion doit résumer en quelques phrases les principales idées. Le schéma fonctionnel ne doit pas servir de conclusion. Introduction Un être vivant, quel qu’il soit, a besoin d’énergie pour assurer son développement. Les végétaux chlorophylliens utilisent l’énergie lumineuse pour réaliser la synthèse de matière organique en prélevant dans leur milieu de la matière minérale : dioxyde de carbone, eau, sels minéraux. Ce processus est appelé « photosynthèse » et se déroule au niveau des feuilles. Dioxyde de carbone + Eau 250 Énergie lumineuse Matière organique Sujet 12 CORRIGÉS Le dioxyde de carbone et l’eau sont présents en quantité réduite dans notre environnement. Le dioxyde de carbone est prélevé dans l’atmosphère alors que l’eau est prélevée au niveau des racines. Cela induit des contraintes pour les échanges nutritifs chez les végétaux chlorophylliens. Ces échanges doivent se réaliser avec leur environnement mais aussi au sein du végétal. Quelles stratégies ont adopté les végétaux chlorophylliens pour permettre les échanges nutritifs ? Nous développerons dans un premier temps les échanges nutritifs externes que les végétaux chlorophylliens réalisent avec leur environnement. Puis nous nous intéresserons aux échanges nutritifs au sein du végétal chlorophyllien entre les différents organes de la plante. I Les échanges nutritifs externes d’un végétal chlorophyllien avec son environnement I-1 Les échanges nutritifs au niveau des feuilles La teneur en dioxyde de carbone atmosphérique est de 0,038 %. On peut donc dire que, pour le dioxyde de carbone, le végétal chlorophyllien vit dans un milieu dilué. Pour pallier cette contrainte, la stratégie adoptée par les plantes est une augmentation de la surface d’échange grâce à une large surface foliaire (d’après le texte de Francis Hallé, on estime qu’un arbre de 40 m de haut a une surface foliaire de 10 000 m2 (1 ha)). Au niveau des feuilles, sur les deux surfaces foliaires (surtout sur la face inférieure), on trouve des stomates qui sont des structures permettant les échanges gazeux entre l’atmosphère et la feuille (entrée de dioxyde de carbone et sortie d’eau et de dioxygène). Sous chaque stomate, on trouve une chambre stomatique qui augmente de 30 fois la surface d’échange foliaire. Cette grande surface foliaire permet aussi de capter une grande quantité d’énergie lumineuse indispensable à la photosynthèse. I-2 Les échanges nutritifs au niveau des racines La teneur en eau et sels minéraux au niveau du sol est faible. Afin de capter le maximum d’éléments nutritifs dans le sol, les plantes possèdent une très grande surface racinaire, ce qui augmente la surface d’échange entre le sol et la plante. Toujours d’après Francis Hallé, « la surface souterraine d’un plant de seigle serait 130 fois plus grande que la surface aérienne ». Certains végétaux chlorophylliens sont même en symbiose avec des champignons qui forment des mycorhizes autour des racines. Les filaments mycéliens du champignon permettent d’augmenter la surface d’échange et de faciliter les transferts d’eau et de sels minéraux du sol vers la plante. La plante développe donc des surfaces d’échanges de grande dimension à l’interface sol/air. Ces vastes surfaces d’échanges sont incompatibles avec une mobilité active. Ces structures foliaires et racinaires sont adaptées au mode de vie fixé des végétaux chlorophylliens. Les éléments entrants (dioxyde de carbone et eau + sels minéraux) sont délocalisés (feuille et racine). Or la photosynthèse a lieu au niveau des cellules chlorophylliennes des feuilles. Cela nécessite donc un transfert de matière entre la partie souterraine et la partie aérienne. 251 SUJETS DE L’ÉVALUATION EXPÉRIMENTALE ÉVALUATION 1 La Terre dans l’Univers, la vie, l’évolution du vivant Brassage chromosomique chez la drosophile Mise en situation et recherche à mener La couleur du corps chez la drosophile est gouvernée par deux gènes différents « black » et « ebony ». Si l’un de ces gènes est muté, le corps de la drosophile sera noir au lieu de gris-jaune. On sait que le gène « black » est lié au gène gouvernant la forme des ailes, alors que le gène « ebony » est indépendant du gène gouvernant la forme des ailes. Au laboratoire de SVT du lycée, nous possédons une population de drosophiles homozygotes au corps noir et aux ailes vestigiales. On cherche à déterminer lequel de ces deux gènes « black » ou « ebony » est affecté par la mutation conduisant à l’apparition de la couleur noire du corps dans la population de drosophiles du laboratoire de SVT. Ressources Document 1. Les gènes impliqués – La couleur du corps chez la drosophile est gouvernée par un gène (le gène « ebony ») dont on connaît deux allèles : l’allèle « eb+ » qui détermine un corps gris-jaune, et l’allèle « eb » muté qui détermine un corps noir. L’allèle « eb+ » est dominant sur l’allèle « eb ». Le gène « ebony » est sur un chromosome indépendant de celui portant le gène gouvernant la longueur des ailes. – La couleur du corps chez la drosophile est également gouvernée par un autre gène (le gène « black ») dont on connaît deux allèles : l’allèle « b+ » qui détermine un corps gris-jaune, et l’allèle « b » muté qui détermine un corps noir. L’allèle « b+ » est dominant sur l’allèle « b ». Le gène « black » et le gène gouvernant la longueur des ailes sont sur le même chromosome. – La longueur des ailes est gouvernée par un gène dont on connaît deux allèles : l’allèle « vg+ » qui détermine la présence d’ailes longues et l’allèle « vg » qui détermine la présence d’ailes vestigiales. L’allèle « vg+ » est dominant sur l’allèle « vg ». 262 Diverses populations de drosophiles Matériel envisageable : – de laboratoire (verrerie, instruments …) ; – d’observation (microscope, loupe binoculaire…) ; – de mesure et d’expérimentation (balance, chaîne ExAO…) ; – informatique et d’acquisition numérique. Évaluation 1 Fiche technique-protocole Matériel disponible et protocole d’utilisation du matériel Matériel – Loupe binoculaire avec éclairage. – Un échantillon (plaque de croisement ou boîte de Pétri) donnant la composition d’une génération de drosophiles issues d’un croisement test entre un individu de F1 hétérozygote à corps clair et ailes longues et un individu homozygote récessif à corps noir et ailes vestigiales. – Un échantillon de référence comportant des drosophiles des phénotypes parentaux de F1. – Une calculatrice. Protocole Identifier les différents phénotypes de la génération issue du croisement test proposé. Dénombrer les drosophiles de chacun des phénotypes observés. Appeler l’examinateur pour lui montrer les différents phénotypes observés. Corrigés Étape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation problème Afin de déterminer si la mutation observée est sur le gène « black » ou sur le gène « ebony », il faut réaliser un croisement test entre des drosophiles (F1) hétérozygotes pour les gènes de la couleur du corps et de la longueur des ailes et les drosophiles homozygotes au corps noir et aux ailes vestigiales du laboratoire de SVT. Il faudra effectuer le comptage des différents phénotypes de drosophiles obtenus par ce croisement test. Sachant que les drosophiles doubles homozygotes récessives au corps noir et aux ailes vestigiales ne forment qu’un seul type de gamètes avec des allèles récessifs, la proportion des phénotypes obtenus sera donc représentative de la proportion des gamètes fabriqués par les drosophiles hétérozygotes F1. Si la proportion des phénotypes obtenus est équiprobable alors on pourra en déduire que la mutation conduisant à l’apparition de la couleur noire a affecté un gène sur un chromosome indépendant de celui portant le gène de la longueur des ailes : cela sera donc le gène « ebony ». Si la proportion des phénotypes obtenus n’est pas équiprobable avec une proportion des phénotypes parentaux très supérieure aux phénotypes recombinés, alors on pourra en déduire que la mutation conduisant à l’apparition de la couleur noire a affecté un gène sur le même chromosome que celui portant le gène de la longueur des ailes : cela sera donc le gène « black ». Étape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des r ésultats exploitables Votre évaluation portera sur : – votre capacité à utiliser correctement la loupe binoculaire (centrage, luminosité, netteté,...) ; 264