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Baccalauréat Blanc- SVT CPF samedi 13 avril 2013

Vous devrez rendre le polycopier : Nom Prénom :………………….

Epreuve des Sciences de la Vie et de la Terre Série S Sujet des élèves suivant uniquement l’enseignement de spécifique Durée de l’épreuve 3h30 Coefficient 6 Le sujet comprend 8 pages

L’usage des calculatrices n’est pas autorisé, Vous commencerez chaque sujet en haut d’une nouvelle page. Vous ferez le sujet de spécialité sur une feuille séparée. 1ère PARTIE : Restitution des connaissances (8 points). Cochez la proposition exacte pour chaque question 1 à 28 1

Baccalauréat Blanc- SVT CPF samedi 13 avril 2013 1. Dans la Terre le transfert thermique s’effectue par : 

 convection seulement

 convection et conduction  l’intermédiaire du champ magnétique terrestre  fusion du manteau et remontée de roches du noyau 2. La croûte continentale est principalement formée :

 de gabbros et granites

 de roches sédimentaires et de granites  de péridotites  de roches voisines du gabbro 3. Les différences d’altitude entre continents et océans sont dues au fait que:

 la croûte continentale est moins dense et plus épaisse que la croûte océanique  la croûte continentale est plus dense et plus épaisse que la croûte océanique  la croûte continentale est moins dense et plus fine que la croûte océanique  la croûte continentale est plus dense et plus fine que la croûte océanique 4. Les chaînes de montagnes présentent parfois des ophiolites, qui sont les traces :

 d’un domaine océanique disparu suite à la collision de deux lithosphères continentales  d’une activité volcanique de type point chaud  de la subduction d’une lithosphère océanique sous une autre de même nature  d’un amincissement crustal mettant à nu le manteau 5. Au niveau d’une chaîne de collision il se produit :

 une convergence d’une lithosphère continentale et d’une lithosphère océanique

 une subduction d’une lithosphère continentale sous l’autre.

 une subduction océanique  un épaississement crustal par création de matériaux continentaux 6. Dans les zones de subduction on observe un volcanisme :

 de type granodiorite, par fusion partielle de la plaque en subduction

 de type andésitique par fusion partielle de péridotite de la plaque chevauchante  de type andésitique et de granodiorite par fusion partielle de péridotite de la plaque en subduction  de type andésitique par fusion partielle de péridotite de la plaque en subduction 7. La fusion de péridotites dans les zones de subduction a pour origine :

 un flux géothermique supérieur à la moyenne

 la déshydratation des matériaux de la croûte océanique subduite  la déshydratation des péridotites de la lithosphère océanique subduite  la déshydratation des péridotites de la croûte océanique subduite 8. Un granitoïde est une roche :

 volcanique à structure grenue  volcanique à structure vitreuse  magmatique à structure vitreuse

 magmatique à structure grenue 9. La croûte continentale : 2

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 est en moyenne plus jeune que la croûte océanique  est plus dense dans les zones de collision  s’épaissit progressivement dans les zones de collision anciennes  s’altère sous l’effet des agents de l’érosion 10. Bien que le concept d’espèce soit délicat à définir, on peut néanmoins considérer qu’il s’agit :

 de tous les individus interféconds  d’une population ayant le même patrimoine génétique  d’une population isolée géographiquement d’autres populations  d’une population d’individus interféconds, isolée génétiquement d’autres populations 11. Le genre Homo :

 est constitué par l’homme et les grands singes actuels  correspond à un groupe d’êtres vivants dont la biodiversité est maximale à l’époque actuelle  est associé à la production d’outils complexes  est apparu il y a environ 55 à 60 millions d’année 12. Le genre Homo se distingue des autres primates par :

 une bipédie occasionnelle  un dimorphisme sexuel marqué  une bipédie avec trou occipital en arrière  une bipédie avec un trou occipital avancé 13. En relation avec la vie fixée, les plantes ont développé

 un système racinaire permettant des échanges de CO2 avec le sol  un système racinaire permettant des échanges d’eau avec l’atmosphère  un système aérien permettant des échanges d’ions, d’eau et de gaz avec l’air  un système aérien et un système souterrain pouvant échanger de la matière par un système vasculaire 14. Le pollen :

 correspond au gamète femelle  est produit par les étamines  représente l’embryon de la future graine  est toujours transporté par les insectes 15. La collaboration animal- plante

 s’exerce exclusivement lors de la pollinisation  s’exerce lors de la pollinisation et de la fécondation  s’exerce lors de la pollinisation et de la dispersion des graines  s’exerce lors de la pollinisation et de la dispersion des gamètes 16. Le fruit :

 contient une quantité variable d’ovules  contient une quantité variable de graines  se forme seulement à partir de l’ovule  se forme avant la pollinisation

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Baccalauréat Blanc- SVT CPF samedi 13 avril 2013 17. La technique d’hybridation

 permet d’obtenir des variétés nouvelles qui cumulent les caractéristiques des 2 parents  consiste à croiser toujours 2 individus d’espèce différente  consiste à croiser 2 individus afin d’obtenir des homozygotes  est la seule technique permettant de modifier le patrimoine génétique d’une plante 18. L’inflammation :

 est la première étape de la réponse adaptative  ne repose pas sur des mécanismes de reconnaissance mais seulement sur la mise en jeu de molécules  est effective dès le stade fœtal  est caractérisée par des symptômes stéréotypés 19. Lors de la réponse adaptative :

 il se produit une augmentation de la quantité d’immunoglobulines dans le sang  il se produit un gonflement, rougeur, chaleur, douleur au niveau de la zone d’infection  il y a production d’antigènes par les plasmocytes  les plasmocytes se différencient en lymphocytes cytotoxiques 20. La vaccination :

 consiste à injecter des produits immunogènes et pathogènes  mobilise la réponse innée et adaptative  contient des adjuvants qui déclenchent une réponse adaptative nécessaire à l’installation de la réponse innée  favorise la production d’antigènes par l’organisme 21. Lors de la méiose, il s’effectue un brassage génétique par :

 un brassage intrachromosomique lors de la deuxième division de la méiose  un brassage interchromosomique puis intrachromosomique lors de la première division de la méiose  un brassage intrachromosomique puis interchromosomique lors la deuxième division de la méiose  un brassage intrachromosomique puis interchromosomique lors la première division de la méiose 22. Le zygote formé par fécondation :

 contient une combinaison unique et nouvelle d’allèles  contient les mêmes combinaisons alléliques que ses parents  contient les mêmes combinaisons alléliques que l’un des parents  contient une combinaison allélique identique aux autres descendants du couple 23. L’immunité adaptative :

 est présente seule chez les vertébrés  s’ajoute à l’immunité innée chez les invertébrés  est moins spécifique que l’immunité innée  s’ajoute à l’immunité innée chez les vertébrés 24. La sélection clonale des lymphocytes T CD8 :

 peut s’effectuer par contact direct avec un virus  s’effectue toujours après la sélection clonale des lymphocytes B  nécessite la présence d’interleukine 2  s’effectue par contact avec une cellule présentatrice de l’antigène

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Baccalauréat Blanc- SVT CPF samedi 13 avril 2013 25. La mémoire immunitaire :

 est due à la présence de cellules mémoires à longue durée de vie  est présente dès la naissance de l’individu  permet une réponse secondaire à l’antigène plus rapide mais quantitativement moins importante  permet une réponse secondaire à l’antigène moins rapide mais quantitativement plus importante 26. Le réflexe myotatique :

 fait intervenir une seule synapse entre deux neurones moteurs  fait intervenir une seule synapse entre deux neurones sensoriels  nécessite l’intervention de plusieurs synapses entre neurones moteurs  fait intervenir une seule synapse entre un neurone sensoriel et un neurone moteur 27. Le neurone moteur conduit un message nerveux :

 codé en fréquence de potentiel d’action vers les centres nerveux  codé en amplitude de potentiel d’action vers le muscle effecteur  codé en fréquence de potentiel d’action vers le muscle effecteur  présentant toujours la même fréquence et la même amplitude de potentiel d’action 28. Au niveau du cerveau, les cartes motrices :

 sont innées, présentes dès la naissance  restent identiques tout au long de la vie de l’individu  sont identiques chez tous les individus d’une même espèce  peuvent évoluer en fonction de l’apprentissage

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Baccalauréat Blanc- SVT CPF samedi 13 avril 2013 2ème PARTIE - Exercice 1 - Pratique des raisonnements scientifiques (3points). Le maintien de l'intégrité de l'organisme Le phénotype immunitaire au cours de la vie Entre 3 et 18 mois, un enfant a été admis de très nombreuses fois à l'hôpital pour diverses infections bactériennes graves. II a reçu tous les vaccins (tétanos, diphtérie, rougeole ...) prévus à l'âge de 2, 3 et 4 mois. Des analyses ont été réalisées et ont permis de déterminer qu'il était atteint d'une maladie héréditaire (la maladie de Bruton). À partir de l'étude des documents et de leur mise en relation expliquez pourquoi l'organisme de cet enfant est incapable de lutter contre les infections bactériennes. Document : résultats des examens de laboratoire ayant permis le diagnostic. Vaccins reçus Anatoxine tétanique Anatoxine diphtérique Virus de la rougeole

Dosage des anticorps spécifiques en réponse aux vaccinations Pas d'anticorps spécifiques détectés Pas d'anticorps spécifiques détectés Pas d'anticorps spécifiques détectés Dosage des immunoglobulines du sérum chez le patient

Valeurs normales pour l'âge de 18 mois

Immunoglobulines G

0,17 g.L-1

5,5 à 10,0 g.L-1

Immunoglobulines A

Non détectées

0,3 à 0,8 g.L-1 Valeurs normales pour l'âge de 18 mois

Lymphocytes totaux

Sous population lymphocytaire du sang 3,05 x 107.L-1

Lymphocytes B

0,03 x 107.L-1

0,1 à 0,4 x 107.L-1

Lymphocytes T

107.L-1

1,5 à 3,0 x 107L-1

3,02 x

2,5 à 5 x 107L-1

Les anatoxines sont des protéines bactériennes. Anticorps et immunoglobulines sont des synonymes, ces molécules sont produites par les lymphocytes B. d'après H. Chapel, M. Haeney, S. Misbah, N. Snowden. Immunologie clinique.

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Baccalauréat Blanc- SVT CPF samedi 13 avril 2013 2ème PARTIE - Exercice 2: Exploiter des documents en relation avec les connaissances. Pratiquer une démarche scientifique (5points). Des fruits et des primates…Dans les forêts tropicales, les primates représentent 25 à 40 % des mangeurs de fruits. Une étude menée dans une réserve forestière a montré que les fruits comptent pour 82% de la ration alimentaire des chimpanzés. On a également estimé que ces singes rejettent sur plus de 1Km 2 les graines de 35000 fruits par jour (dans les crottes ou en les crachant). Après avoir légendé précisément le document 1, à partir de l’étude rigoureuse des documents et de vos connaissances, monter que le régime alimentaire de ces primates et la nature des fruits tropicaux sont le résultat d’une coévolution. Document 1 : de la fleur au fruit (restituer des connaissances)

Document 2 : murissement des fruits. Le processus de mûrissement comprend le développement de la couleur, de la saveur et de la texture. La maturation des fruits est une étape programmée du développement. Parmi les changements biochimiques subis par le fruit, la dégradation des chlorophylles, au cours de la maturation qui se résorbent et laissent apparaître progressivement d'autres pigments comme par exemple du lycopène (pigment rouge). Il se produit aussi une augmentation de la teneur en sucres par dégradation de l'amidon sous l'action de l'amylase suivie des celles des arômes. Une attention particulière est apportée aux enzymes de dégradation de la paroi en particulier la polygalacturonase qui est responsable du ramollissement par solubilisation des pectines. Document 3 ; une étude de la germination des graines dans la réserve forestière de Kibale. Cette étude suggère en outre que, pour 60% des espèces analysées, les graines germent avec une fréquence moindre lorsqu’elles restent au pied de la plante qui les engendrées. De nombreux fruits contiennent des tanins qui entraînent un transit plus rapide à travers les tubes digestifs des animaux. Ceci permet aux graines de ne pas trop subir les attaques des sucs digestifs. Certaines espèces de plantes ne sont d'ailleurs capables de ne germer qu'après avoir traversé l'intestin d'un animal, ce qui ramollit les coques trop dures des graines. Espèce étudiée Chrysophyllum Tabernaemontana Mymusops bagshawei Aframomum

Pourcentage de germination Graines issues d’excréments Graines non issues d’excréments 33.2 0 19.5 11 87.5 0 42.9 0

Document 4 : mode de dispersion et évolution du fruit ou de la graine.

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Baccalauréat Blanc- SVT CPF samedi 13 avril 2013 Document 5 : évolution des primates. a- Chez les primates comme chez l'homme, la perception gustative des sucres est associée à une réponse agréable physiologiquement, une sécrétion d'endorphines. Les rôles des endorphines sont (liste non exhaustive) est très liée à l’apparition du plaisir. b- L'homme et les autres grands primates sont trichromates, Les singes de l'ancien Monde (Afrique) comme la plupart des mammifères sont le plus souvent dichromates: leur vision dépend de deux catégories de pigments.

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Baccalauréat Blanc- SVT CPF samedi 13 avril 2013 2ème PARTIE - Exercice 1 - Pratique des raisonnements scientifiques (3points). Le maintien de l'intégrité de l'organisme Le phénotype immunitaire au cours de la vie Question à résoudre clairement énoncée dans l’introduction et respectée dans la suite Problématique posée par le sujet comprise : - termes du sujet compris et définis - annonce de la résolution de la problématique dans l’introduction Organisation de la réponse sous forme d’un argumentaire (présence de connecteurs logiques : « donc », « parce que »…), argumentaire ne se limitant pas à l’énoncé des connaissances mais s’appuyant sur des faits, des expériences, des observations

L'organisme de cet enfant est incapable de lutter contre les infections bactériennes. Il est atteint d'une maladie héréditaire (la maladie de Bruton). Cette maladie touche spécifiquement la maturation des lymphocytes B, cellule effectrice de l’immunité adaptative. Incapables de subir l’induction (amplification, différenciation en plasmocytes), l’organisme de l’enfant n’a pas de LB mémoire et est incapable de produire des anticorps. L’absence de LB mémoire est mise en évidence par l’absence d’anticorps spécifiques en réponse aux trois vaccins reçus. En effet l’injection d’antigène comme par exemple l’anatoxine tétanique devrait permettre le développement d’une réponse adaptative sous forme d’anticorps spécifiques. Cette absence d’anticorps est mesurée par dosage des immunoglobulines. Chez le patient les IG sont présentes à une concentration très faible (0.17 g.L-1), les IA ne sont pas détectées. Les cellules sécrétrices des immunoglobulines, des anticorps, ne se sont pas multipliées ni différenciées en plasmocytes ou lymphocytes B mémoires. En effet on mesure un taux très faible de LB (- de 1% du taux normal) de LB dans le sang de l’enfant. La maladie de Bruton de cet enfant se caractérise donc par l’absence de différenciation des lymphocytes en lymphocytes B, cellules spécialisées dans la réponse immunitaire adaptative extracellulaire en produisant des anticorps spécifiques. Les LB sont également des cellules clés de la mémoire immunitaire et permettent lors d’un second contact une réponse amplifiée.

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2ème PARTIE - Exercice 2: Exploiter des documents en relation avec les connaissances. Pratiquer une démarche scientifique (5points). Le régime alimentaire des primates et la nature des fruits tropicaux sont le résultat d’une coévolution. La co évolution est la sélection synchrone dans deux groupes ; ici les angiospermes et les primates, de caractères évolutifs partagés en rapport avec l’autre groupe lui donnant un avantage sélectif positif dans un environnement commun.

Angiospermes et primates : deux embranchements récents. Les angiospermes, plantes à fruits et les primates sont deux groupes issus des radiations évolutives qui ont suivi la fin de l’ère secondaire ; il y a 70 Ma. L’innovation des angiospermes est le fruit (doc.1), organe de dissémination de la graine. Il est issu de la transformation du pédoncule floral mais souvent de l’ovaire pendant la maturation de la graine. Il évolue depuis 70 Ma en fonction des différents modes de dissémination utilisés par la plante (doc.4). Nous nous s’intéresserons ici spécialement à la diversification des fruits sucrés, particulièrement abondants dans les forêts subtropicales et équatoriales, milieu partagé avec les primates. Le développement des primates est en particulier associé à celui de son cortex. C’est en augmentant la perception de son milieu et celle des autres membres de son espèce qu’il colonise de nouveaux milieux. La dissémination des fruits consiste pour les plantes adultes, par définition fixées, à établir des stratégies pour éloigner les graines de la plante mère et restreindre ainsi une concurrence éventuelle entre les individus de la même espèce. On mesure dans la forêt de Kibale (doc.3), sur 60% des espèces étudiées, une baisse de la capacité à germer des graines quand elles sont au pied de l’arbre qui les a engendrés. Pour expliquer ce phénomène on observe pour quatre espèces choisies que l’aptitude à germer dépend de leur passage dans l’intestin des animaux, (87.5% pour Mymusops bagshwai). Ce caractère est issu de la sélection de graines qui synthétisent des tanins capables de protéger l’embryon en accélérant son passage dans le tube digestif de l’animal tout en subissant une attaque modérée par les sucs digestifs de la coque, suffisante pour ne permettre la germination qu’après le passage dans l’intestin. A l’heure actuelle on estime que les singes rejettent sur 1 Km², les graines issues de la digestion de 35 000 fruits/jour. La spécialisation des fruits à la dissémination par les primates ne s’arrête pas là. En effet, afin d’être consommé, la maturation des fruits permet la production à partir de l’amidon de sucres simples, d’arômes et un ramollissement des tissus (doc.2). Les primates développent parallèlement au niveau de leur cortex, la perception gustative au gout sucré. Les fruits ne sont plus seulement consommables, en permettant la sécrétion d’endorphine, qui active la sensation de plaisir, l’un des moteurs de l’apprentissage. Le plaisir éprouvé lors de la première ingestion donnera envie de renouveler l’expérience et donc de remanger ce fruit. Les fruits constituent aujourd’hui 82% de la ration alimentaire des primates. Le caractère sucré a donc été sélectionné positivement par un facteur de l’environnement : le primate. Le dernier caractère développé par les plantes à fruits pour attirer les primates n’est perceptible que chez les singes de l’ancien monde (Afrique). En effet on peut associer l’apparition de pigment rouge tel que le licopène à un signal de maturation du fruit. Parallèlement à l’apparition de ce signal, il y a environ 25 Ma, certains primates deviennent tri chromates. Cette nouvelle capacité leur permet de discerner le vert du rouge (doc.5) ; le fruit mûr du fruit vert. Les fruits rouges, mûrs, mous, riches en arômes et en sucre sont donc recherchés et choisis de façon privilégiés puisqu’ils procurent nourriture et plaisirs. Leurs graines ayant subi le passage par l’intestin sont disséminées. La plante s’est reproduite. Le primate s’est nourrit. La co évolution entre les plantes à fruits sucrés et les primates est donc le résultat d’une sélection progressive des fruits par les primates associés à une spécialisation du régime alimentaire de ces derniers. L’interaction est importante puisque les primates forment 25 à 40% des mangeurs de fruits et les fruits constituent 82% du régime alimentaire de primates. La disparition de l’un de ces groupes aurait sans aucun doute une répercussions importante sur l’autre.

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