SUJETS 0 (fournis par le Ministère dans le cadre d'une nouvelle épreuve)
et ANNALES (au fur et à mesure...)

partie du programme
vers sujets (et corrigés...)
Thème 1 - Énergie et cellule vivante.

Thème 2 - Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir.

Thème 3 - Glycémie et diabète.

 

Thème 1 - Énergie et cellule vivante.

Exercice 0 : sujet BAC, juin 2013 - METROPOLE.

2ème PARTIE - Exercice 2 - Pratique d'une démarche scientifique ancrée dans des connaissances (Enseignement de spécialité). 5 points.

La limace « solaire »

Elysia chlorotica est un mollusque vivant le long de la côte atlantique nord-américaine. Dénué de coquille, son corps arbore une couleur verte identique à celle des algues parmi lesquelles il se camoufle.

À partir de l'exploitation des documents et de la mise en relation avec les connaissances, expliquer le fait que cet animal ne prenne qu'un seul repas en quelques mois.

Document 1 : électronographie d'une portion de cellule intestinale d' Elysia chlorotica

D'après “mollusk/algal symbiosis: Zoology 2001”

Document 2 : échanges de dioxygène d'Elysia adulte en fonction de l'intensité lumineuse

Les chercheurs ont quantifié les échanges de dioxygène des individus adultes (âge : 6 à 7 mois) avec leur environnement, en fonction de l'intensité lumineuse à laquelle ont été soumis les animaux. Le tableau indique les résultats obtenus :

« + » = dégagement de dioxygène
« - » = absorption de dioxygène

Intensité lumineuse (en % de l'intensité maximale)
100 %
50 %
25 %
10 %
0 %
Intensité des échanges d'O2 (microlitres d'O2 par mg de chlorophylle et par heure)
+ 17
+ 12
+ 6
+ 0,5
- 7
 

D'après Acces.ens-lyon.fr/evolution

Document 3 : le cycle de vie d' Elysia

A leur naissance, les jeunes limaces sont brunes. Puis elles consomment l'algue Vaucheria litorea , et leur corps change de couleur, virant progressivement au vert, couleur qu'elles garderont toute leur vie.
Parallèlement, un phénomène accompagne cette transformation : une fois ce repas terminé, elles peuvent rester plusieurs semaines, voire plusieurs mois, sans manger de nouveau.

D'après Rumpho M E et al. J Exp Biol 2011;214:303-311

Document 4 : les échanges de dioxygène d' Elysia au cours de leur vie

Les chercheurs ont étudié les échanges d'O 2 des mollusques durant leur vie. Il s'agit d'animaux élevés dans une eau de mer artificielle et soumis à un jeûne (pas d'apport de filaments d'algues) à partir d'une quinzaine de jours après leur premier repas. Ces échanges ont été mesurés en plein éclairement d'une part (bilan photosynthèse/respiration) et à l'obscurité d'autre part (respiration seule). Le document présente les résultats obtenus.

D'après Acces.ens-lyon.fr/evolution

 

corrigé

Exercice 1 : sujet BAC, juin 2012 (peut tout à fait convenir au nouveau programme)

La diminution des réserves de carburants fossiles rend nécessaire le développement de nouvelles sources d'énergies, notamment, la production de biocarburants. Actuellement ceux-ci peuvent être produits à partir de la culture de certaines espèces (soja, moutarde, palmier à huile, algues vertes unicellulaires).

À partir de la mise en relation des données des documents et des connaissances, montrer que certaines molécules organiques produites lors de la photosynthèse peuvent être à l'origine des biocarburants. Donner les arguments qui conduiraient à privilégier l'une des cultures présentées.

Document 1 : conditions de cultures d'algues vertes

Des algues vertes unicellulaires dotées de chloroplastes sont cultivées dans différents milieux. Lë premier jour (J0) et le 7 e jour (J7), on mesure à l'aide d'un spectrophotomètre l'absorbance de la lumière des suspensions d'algues.

Absorbance en unités arbitraires
A la lumière
A l'obscurité
Milieu avec
ajout de CO2
Milieu sans
ajout de CO2
Milieu avec
ajout de CO2
Milieu sans
ajout de CO2
Milieu avec
ajout de CO2
J0
0,05
0,05
0,05
0,05
J7
0,62
0,15
0,05
0,05

L'absorbance est la mesure de l'absorption d'un faisceau lumineux par la suspension d'algues. Cette valeur est proportionnelle à l'abondance des algues.

D'après http://www.snv.jussieu.frlvie/dossiers/culturedecellules/chlorelles.htm

Document 2 : expérience historique de Calvin

Des algues vertes unicellulaires sont placées dans un bioréacteur éclairé contenant un milieu nutritif adéquat pour que se réalise la photosynthèse. On leur fournit du CO 2 radioactif.

Résultats de l'expérience de Calvin: Des chromatographies sont réalisées à partir des constituants des algues puis leur radioactivité est révélée.
Le chromatogramme ci-dessous montre les composés radioactifs obtenus, lorsque les algues sont mises en contact avec le CO 2 radioactif durant 5 secondes. Tous ces composés radioactifs sont des molécules organiques.

D'après http://www.snv.jussieu.frlvie/dossiers/culturedecellules/chlorelles.htm

Document 3 : synthèse des lipides dans les cellules chlorophylliennes

Dans le chloroplaste éclairé, de petites molécules sont d'abord produites et la synthèse d'acides gras se réalise grâce à des acides gras synthétases (enzymes du chloroplaste). Les acides gras entrent dans la constitution de lipides soit membranaires, soit de réserve.

Les algues unicellulaires cultivées dans des milieux appropriés accumulent de grandes quantités de lipides de réserve. Ils sont extraits, puis leur raffinage permet de produire des biocarburants.

D'après «dossier pour la science» N° 73 Octobre-Décembre 2011 et « Biofutur: un carburant à base d'huile d'algue» 14 Avril 2004.

Document 4 : comparaison de la production de biocarburants de différentes cultures en fonction de la surface cultivée

Types de cultures

Biocarburants produits L/ha/an

Types de surfaces utilisées

Soja

446

Surfaces agricoles

Moutarde

1300

Surfaces agricoles

Palmier à huile

5950

Surfaces agricoles

Algues vertes unicellulaires

45000 à 137000

Surfaces non agricoles

D'après http://www.nrel.gov/biomass/pdfs/dismukes.pdf

Exercice 2 : sujet BAC Liban 2014

mon corrigé

Exercice 3 : sujet BAC juin 2014

La production d’ATP dans les cellules musculaires

L’entraîneur d’une équipe de natation souhaite comprendre d’où vient l’énergie utilisée par les muscles lors des courses de 100 mètres et de 1500 mètres, afin d’adapter ses séances d’entraînement.

Vous êtes chargé d’expliquer à l’entraîneur d’où provient l’énergie utilisée par les cellules musculaires dans ces deux types de course. Vous devez lui rédiger un document explicatif, en utilisant les données des documents et vos connaissances. Situez les voies métaboliques 2 et 3 du document 1 sur le schéma de la feuille annexe à rendre avec la copie.

Document 1 : les différentes voies métaboliques de régénération de l’ATP dans les cellules musculaires
Lors d’un effort, une cellule musculaire consomme de très nombreuses molécules d’ATP. Elle régénère ces molécules grâce à trois voies métaboliques décrites ci-dessous :

D’après « l’exercice musculaire » C. Lacoste et D. Richard NATHAN UNIVERSITE collection 128

Document 2 : performances et données métaboliques chez des nageurs professionnels
Aux derniers jeux olympiques d’été, le médaillé d’or du 1500 m nage libre homme a mis 14 minutes 31 secondes pour parcourir la distance. Sa vitesse moyenne était donc de 103 m/min. Le médaillé d’or du 100 m nage libre a mis 47 secondes et 52 centièmes. Sa vitesse moyenne était donc de 125 m/min.

Contributions relatives de la voie aérobie et des voies anaérobies selon les types de course et selon les vitesses atteintes par des nageurs de niveau olympique

D’après « l’exercice musculaire » C. Lacoste et D. Richard NATHAN UNIVERSITE collection 128

Document 3 : mise en jeu des trois voies métaboliques en fonction de la durée d’un exercice musculaire
On considère que l’effort maximal fourni lors d’un 100 m correspond à une dépense énergétique de 100 %.

Feuille annexe à compléter et à rendre avec la copie

Schéma des voies métaboliques énergétiques dans une portion de cellule musculaire

Schéma d’une portion de cellule musculaire

le barème officiel
(pages 8 et 9/9)

 

le corrigé proposé par ANNABAC

Thème 2 - Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir.

Sujet pour la partie 2 : second exercice- enseignement de spécialité- Exemple 1 (5 points)

La dix-septième conférence des Nations Unies sur le changement climatique (du 28 novembre au 9 décembre 2011) n’a eu que très peu d’écho auprès du grand public. Vous êtes l’un des rédacteurs du journal du lycée et, à ce titre, vous êtes chargé de rédiger un article pour sensibiliser vos lecteurs aux enjeux de cette conférence internationale.

Document 1 : évolution du taux de CO2 atmosphérique mesuré dans la glace et de la température depuis 1850 (D’après le site Planète Terre)

· Les données sans croix (postérieures à 2003) sont issues de simulations

Document 2 : Variations, en fonction de l’âge BP (before present), des températures moyennes, et des concentrations en CO2 et CH4 atmosphériques mesurées dans leséchantillons de glaces prélevés par carottage à Vostok (en Antarctique)
(D’après le site Planète Terre)

Document 3 : Coefficient de solubilité du CO2 dans l’eau de mer

Le CO2 atmosphérique peut se dissoudre dans l'eau. La quantité soluble par unité de volume dépend de la
température de l’eau. La dissolution du CO2 dans l’eau est totalement réversible.

Document 4 : Répartition des émissions mondiales de gaz à effet de serre issus des activités humaines, tous gaz compris. (Données du GIEC : Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat)
· Transport : 15 %
· Résidentiel et tertiaire : 23 %
· Procédés industriels : 29 %
· Déforestation : 17 %
· Agriculture : 13 %
· Déchets et égouts : 3 %
On estime que le CO2 est responsable de 55 % de l'effet de serre non naturel, provenant des activités humaines.

QUESTION :
En vous aidant de vos connaissances, écrivez un article pour le journal du lycée qui explique sur quels arguments scientifiques les experts internationaux se fondent lorsqu’ils affirment qu’il est urgent de réduire les émissions de gaz à effet de serre afin de limiter l’augmentation de la température moyenne du globe pour les générations futures.
Votre réponse s’appuiera sur l’exploitation du dossier. Aucune étude exhaustive des documents n’est attendue.

Eléments d’évaluation

Barème

Sujet 2 -

donné en BAC blanc, sans ECE, donc sur 6 points

Vous êtes rédacteur au sein d’une revue pour la promotion des énergies alternatives. A partir de l’analyse préliminaire des documents 1 à 4 et de vos connaissances, vous rédigerez un court article dans lequel vous exposerez :
a) Quelques méthodes utilisées pour retracer l’évolution du climat ;
b) Les tendances de cette évolution depuis 15 000 ans ;
c) Les précautions à prendre pour limiter l’impact de l’homme sur le climat futur.

Document 1 :

corrigé

Sujet II2 - enseignement de spécialité - Exemple 3 (Pondichery 2014)

Présenter à une assemblée de climato-sceptiques, des arguments allant dans le sens d'un réchauffement climatique malgré un moi de mai plus froid, et démontrer l'impact de l'Homme dans le réchauffement récent du climat.

La réponse s'appuiera sur l'exploitation du dossier documentaire et sur l'utilisation des connaissances.

mon corrigé

Sujet pour la partie 2 : second exercice - enseignement de spécialité- Exemple 4 (Amérique du Nord 2014)

Certains scientifiques pensent qu'une grande éruption volcanique est responsable de la baisse des températures observée au début du petit âge glaciaire (le petit âge glaciaire est une période climatique qui s'étend de 1250 à 1850).

A partir de l'étude des documents et des connaissances, préciser les arguments appuyant cette hypothèse.

ma proposition de corrigé

 

Thème 3 - Glycémie et diabète.

Sujet 1 : Pondichery, avril 2013

GLYCÉMIE ET DIABÈTE.

Originaires du Mexique, les Indiens Pimas des États-Unis se sont installés dans le désert de Sonoran (Arizona), il y a environ trente mille ans. Restés génétiquement isolés des populations voisines pendant des millénaires et pratiquant une agriculture de subsistance, ils ont été happés par la société d'abondance (sédentarité, surconsommation, ... ). Ils détiennent un record mondial, celui de la prévalence (pourcentage d'individus atteints, tous cas confondus) au diabète non insulino-dépendant (DNID) ou diabète de type 2. Depuis trente ans, le DNID augmente régulièrement dans le monde entier, mais nulle part ailleurs, l'épidémie n'est aussi dévastatrice que chez les Pimas.

On se propose d'exploiter les résultats de différentes études épidémiologiques pour identifier les facteurs intervenant dans le développement du DNID.

À partir d'une exploitation minutieuse des données épidémiologiques fournies, proposez une explication rendant compte de la prévalence du diabète non insulino-dépendant chez les Indiens Pimas des États-Unis. Rendez compte de votre explication sous la forme d'un schéma de causalité.

Document 1 : Prévalence du diabète de type 2 et indice de masse corporelle (IMC) dans la population adulte d'Indiens Pimas
Les individus adultes sont considérés comme obèses quand leur IMC est supérieur à 25.
L'indice de masse corporelle (IMC) est calculé en divisant la masse de l'individu (en kg) par sa taille (en m) élevée au carré.


Document 2 : Prévalence du diabète de type 2 et activité physique dans une population présentant la même fourchette d'IMC d'Indiens Pimas adultes

Document 3 : Prévalence du diabète de type 2 dans trois populations (non Pimas du Mexique, Indiens Pimas du Mexique, Indiens Pimas des États-Unis)

Document 4 : Prévalence du diabète de type 2 dans trois populations adultes (Indiens Pimas non métissés, Indiens Pimas métis de première génération et population nord-américaine voisine) présentant la même fourchette d'IMC

Document 5 : Prévalence du diabète de type 2 et âge chez des individus possédant ou non des antécédents génétiques à la génération précédente

D'après des travaux de Schulz, Bennett, Ravussin, ... , Diabete care, 2006

ma proposition de corrigé

 

Sujet 2 : Sujet 0 (Ministère)

Alice est actuellement élève en classe de 3 ème dans un collège. Elle pèse 45,6 kg pour 1,63 m. Depuis 4 mois, Alice a perdu 3,5 kg alors que son appétit ne cessait d'augmenter. Elle a remarqué aussi qu'elle avait très souvent soif, qu'elle bu vait beaucoup et que par conséquent elle urinait beaucoup. Une analyse de sang a révélé une glycémie à jeun de 3,52 g/L et une insulinémie de 45 microgrammes d'insuline par mL de sang, 1 heure après l'ingestion de 100 grammes de glucose. Son médecin a diagnostiqué un diabète.

QUESTION :
Expliquez à Alice comment son médecin en est arrivé à lui diagnostiquer un diabète, et les traitements qui vont lui être proposés dans l’immédiat, ainsi que ceux qui seront peut-être possibles dans un avenir plus lointain.
Votre réponse s’appuiera sur l’exploitation du dossier. Aucune étude exhaustive des documents n’est attendue.

 

Eléments d’évaluation

Barème

Sujet 3 : Polynésie juin 2013

éléments d'évaluation

et barème

Sujet 4 : Métropole 20 juin 2014 (5 points)

Produire un jus de banane à destination des jeunes enfants

Les mauvaises habitudes alimentaires sont un des facteurs intervenant dans le développement de l’obésité et du diabète de type 2. Il est donc conseillé d’éviter d’habituer les enfants à consommer des aliments trop sucrés. Conscient de ces recommandations, un industriel voudrait commercialiser un jus de banane spécialement conçu pour les jeunes enfants.

En utilisant les informations des documents et les connaissances, expliquer à cet industriel quel procédé devra être mis en oeuvre pour obtenir un jus de banane conçu pour les jeunes enfants.

Document 1 : compositions des jus de banane et objectifs de l’industriel
Le premier jus obtenu ne peut pas être commercialisé pour les enfants : sa saveur sucrée est trop prononcée et son opacité est trop importante. L’industriel souhaite donc obtenir un jus plus clair ayant une saveur moins sucrée.

 

 

 

 

Thème 1 - Énergie et cellule vivante.

Corrigé de l'exercice 0 : sujet BAC, juin 2013 - METROPOLE.

2ème PARTIE - Exercice 2 - Pratique d'une démarche scientifique ancrée dans des connaissances (Enseignement de spécialité). 5 points.

La limace « solaire »

Compréhension globale :
La « limace » incorpore des chloroplastes de l’algue, ce qui la rend apte à produire sa propre matière organique (= glucide, = passage d’une hétérotrophie à une autotrophie).

Éléments scientifiques tirés des documents :
1- Les cellules intestinales d’Elysia chlorotica contiennent des chloroplastes et des mitochondries.
2- Contenant des mitochondries et des chloroplastes, les limaces sont sans doute capables de respirer et d’effectuer les réactions de la photosynthèse.
3- A l’obscurité, Elysia absorbe O2 : elle respire.
4- Plus l’intensité lumineuse augmente, plus elle rejette O2. A la lumière, Elysia effectue la photosynthèse.
5- La jeune limace brune devient verte après avoir consommé des algues car elle incorpore des chloroplastes.
6- Une fois ce premier repas pris elle peut rester plusieurs semaines sans manger de nouveau. Avec les chloroplastes incorporés, elle fait la photosynthèse et produit ses matières organiques.
7- De 2 à 5 mois d’élevage, l’intensité de la photosynthèse est supérieure à celle de la respiration. Les molécules organiques servent à la croissance de l’animal jeune et à son métabolisme.
8- Alors qu’à 6 et 7 mois (limace en fin de croissance) photosynthèse et respiration s’équilibrent car la matière organique produite par la photosynthèse est dégradée par respiration en énergie utilisable pour le métabolisme cellulaire de la limace.
9- On accepte également que les candidats raisonnent sur une perte de chloroplaste au cours du temps.

Éléments scientifiques tirés des connaissances :
C1- Le chloroplaste est l'organite clé de la photosynthèse.
C2- Du glucose (matière organique) est produit lors de la photosynthèse.
C3- La mitochondrie joue un rôle majeur dans la respiration cellulaire.
C4- La respiration cellulaire permet, à partir du glucose, la production d’énergie utilisée dans les activités cellulaires.
C5- Couplages énergétiques.
C6- Idée de diversification des êtres vivants.

 

Corrigé de l'exercice 1 : sujet BAC, juin 2012 pdf

Corrigé de l'exercice 2 : sujet BAC Liban 2014

retour au sujet

Rmq : sujet très classique qui ressemble fort dans l'idée au sujet 0

La photosynthèse est habituellement le propre des végétaux chlorophylliens. Toutefois des symbioses peuvent changer la donne.

Comment la photosynthèse et la respiration se complètent dans le métabolisme des oeufs de salamandre ?

Le document 1 nous présente la symbiose entre les oeufs verts de la salamandre et l'algue. L'embryon que se déveoppe dans l'oeuf contient des cellules d'algues, elles mêmes composées de nombreux organites ressemblant à des mitochondries (membrane interne formant des replis) et des chloroplastes reconnaissables à leurs thylakoïdes et aux grains d'amidon synthétisés à partir de matières minérales.

On en déduit que les cellules d'embryon sont capables de réaliser 2 métabolismes :

  • la respiration cellulaire grâce aux mitochondries, organites clés de ce métabolisme (les mitochondries de l'algue + celles de l'embryon). La respiration cellulaire permet, à partir du glucose, la production d’énergie utilisée dans les activités cellulaires.
  • la photosynthèse permise par les chloroplastes, organite clé de cette synthèse. Du glucose (matière organique) est produit lors de la photosynthèse qui se transforme ensuite en macromolécule : l'amidon.

Comment prouver ces métabolismes chez la salamandre ?

Le document 2, on constate qu'à la lumière le taux d'O2 augmente donc ce dernier est PRODUIT, on en déduit qu'il y a photosynthèse grâce aux chloroplastes de l'algue. A l'obscurité, à l'inverse, le taux d'O2 diminue (la pression partielle passe de 25 kPa à 2 kPa) donc ce gaz est UTILISE pour la respiration cellulaire au niveau des mitochondries. La même expérience refaite avec des oeufs sans algues nous confirme les 2 métabolismes possibles lors de la symbiose.

S'agit-il bien d'une symbiose c'est à dire une association à bénéfices réciproques ?

Le document 3a nous montre que l'éclosion des oeufs est possible en absence de lumière : 80 % seront en effet éclos après 70 jours de développement embryonnaire. Toutefois l'éclosion est plus rapide en présence de lumière, et donc lorsque les cellules réalisent la photosynthèse, puisque 70 % seront déjà éclos avant 50 jours.


L'embryon semble profiter de la matière organique synthétisée grâce à la présence des algues.On peut penser qu'un développement plus rapide permet moins de pertes de ces oeufs (les prédateurs ont moins de temps pour repérer leurs proies).

Le document 3b nous montre que les algues se multiplient plus activement en présence de l'embryon que sans.

On en déduit que ces dernières profitent du CO2 rejeté lors de la respiration de l'embryon de salamandre ainsi que de l'ATP.
Il y a donc bien symbiose.

Conclusion : la symbiose de l'algue et de la salamandre profite aux deux êtres vivants en alliant photosynthèse et respiration, amenant un développement embryonnaire accéléré de la salamandre et une multiplication accrue des algues.

Thème 2 - Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir.

Corrigé de l'exercice 1 : sujet 0 (Ministère)

Eléments d’évaluation :

Eléments scientifiques issus du document :
(complets, pertinents, utilisés à bon escient en accord avec
le sujet…)

Doc1 : arguments = mesures depuis 1860 du taux de CO2 et de la température + données simulées.
- Augmentations importantes du taux de CO2 (+ 60 ppmv en 130 ans) et de la température (+ 1°C environ en 100 ans)
- Les modèles numériques sont assez fiables car ils permettent de retrouver les valeurs réellement mesurées.
- Les modèles prévoient une augmentation de la température moyenne du globe de plus de 2°C pour le siècle à venir.
- Températures et augmentation de CO2 évoluent conjointement.

Doc2 : argument = mesures dans glaces (% de GES et températures déduites) pour évaluer la température moyenne depuis 400 000 ans
- Depuis 400 000 ans les variations des Températures moyennes, de la concentration de CO2 et CH4 atmosphériques sont corrélées

Doc3 : argument = propriétés chimiques du CO2 (solubilité dans l’eau)
Le coefficient de solubilité Le CO2 atmosphérique dans l’eau diminue avec une élévation de la température de l’eau
- Les océans peuvent libérer du CO2 en cas de réchauffement des océans

Doc4 : données chiffrées à l’échelle de la planète
- les activités humaines libèrent des GES dans l’atmosphère
- le CO2 est un gaz à effet de serre parmi d’autres. Il est responsable à lui seul de 55% de l’effet de serre non naturel

Eléments scientifiques
issus des connaissances
acquises
Mécanisme de l’effet de serre
Cycle du carbone sur la planète
Eléments de démarche –
(L’élève présente la démarche qu’il a choisie pour répondre à la problématique, dans un texte soigné
(orthographe, syntaxe), cohérent (structuré par des connecteurs logiques), et mettant clairement en
évidence les relations entre les divers arguments utilisés).
- La nature des arguments est expliquée en faisant la distinction entre les faits avérés et les faits probables.
· Faits établis : valeurs mesurées directement ou indirectement (températures, concentrations de gaz dans les glaces), ou calculées (coefficient de solubilité, émission de GES par l’Homme) ; Corrélation très forte entre taux de GES et température.
· L’augmentation de la température du globe :
o est déjà effective (donnée établie)
o sera forte dans les années à venir (prévision)
o est provoquée par les activités humaines (corrélation probable)
- Sans changement de comportement, l’élévation de la température va continuer et s’amplifier notamment du fait de la libération du CO2 dissout dans les océans : risque de perte de contrôle ou d’emballement, d’où l’urgence.

Barème :

Démarche cohérente qui permet de
répondre à la problématique
Démarche maladroite et réponse partielle à la
problématique
Aucune démarche ou
démarche
incohérente
Tous les éléments
scientifiques issus
des documents et
des connaissances
sont présents et
bien mis en relation.
Des éléments
scientifiques bien
choisis issus des
documents et/ou des
connaissances bien
mis en relation mais
incomplets.
Des éléments
scientifiques bien
choisis issus des
documents et/ou des
connaissances
incomplets et
insuffisamment mis en
relation.
Quelques éléments
scientifiques issus des
documents et /ou des
connaissances bien
choisis mais incomplets
et insuffisamment mis
en relation
Quelques éléments
scientifiques
parcellaires issus des
documents et/ou des
connaissances, et
juxtaposés
5 points
4 points
3 points
2 points
1 point

 

Corrigé de l'exercice 2 : sujet BAC, juin 2012 PDF

 

Corrigé pour la partie II2 : enseignement de spécialité - Exemple 3 (Pondichery 2014)

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Pour ce sujet, vous devez respecter la forme du sujet : vous vous adressez à une assemblée de climato-sceptiques !

Mesdames et Messieurs,

Tout d'abord, je tiens à remercier Madame Aubry qui m'a conviée à cette réunion publique pour vous parler de l'évolution récente du climat et notamment du réchauffement climatique.

J'ai intitulé mon exposé : "Réchauffement climatique malgré un mois de mai plus froid : impact de l'Homme". Je tiens ainsi à vous démontrer que le climat se réchauffe à cause des activités humaines même si le mois de mai 2013 semble réfuter mon propos, principalement aux yeux des climato-sceptiques représentant plus d'un tiers des Français comme le présente l'article du Monde du 5 août dernier (projection d'un extrait).

1° partie : Un réchauffement prouvé scientifiquement.

Cette première diapositive (document 1) vous montre les anomalies de température atmosphérique enregistrées dans le monde en mai 2013. Le climat de ce moi de mai, le 2° plus froid jamais mesuré en Europe d'après Le Monde du 21 juin 2013, montre des disparités mondiales marquées. En effet, de nombreuses régions du globe ont parallellement montré des augmentations importantes de températures comme dans les pays de l'est et la Scandinavie où les températures ont présenté des anomalies positives jusqu'à 3 et même 4,5°C de plus que les moyennes.

En dehors des températures mesurées, nous possédons d'autres données prouvant le réchauffement climatique - diapo 2 SVP -
En effet, la floraison des cerisiers en Suisse a été étudiée par MétéoSuisse en 2012 : elle débutait au cours du 20° siècle entre fin mars et début avril mais au 21°S, on peut le voir fleurir dans la 1° quinzaine de mars.

Pour confirmer ces données, j'ai réalisé une expérience que vous pourrez trouver dans le rapport du projet "ICCARE" et dont je vous présente ici le bilan (diapo 3). Nous avons testé différentes plantes photosynthétiques et recherché le temps nécessaire à la floraison après le début d'expérience. Vous voyez bien la preuve ici que la précocité de floraison est directement liée à la température, 3°C supplémentaires diminuant de 25 % le delai avant floraison.

D'autres êtres vivants constituent de bons marqueurs de réchauffement. Prenon ici (diapo 4) l'exemple de poissons tropicaux. Mes collègues de l'IFREMER ont réalisé une étude publiée en 1998 sur la distribution de deux espèces. Vous voyez que dans les années soixante, on ne trouvait ces deux espèces que jusqu'au sud de l'Espagne soit en dessous de 40°LN. En 1995, on trouve ces espèces jusqu'à la Latitude de Londres (52° LN) et même au-delà de 55° pour les Zenopsis conchifer.

Je vous ai donc apporté plusieurs preuves tangibles de réchauffement climatique et pourrais vous en apporter beaucoup d'autres, le tiers des climato-sceptiques (13 %) devrait avoir "changé de camps". Mais certains (22 % des Français d'après le CGDD, Commissariat général au développement durable) me diront que le climat a toujours subi des variations au cours des temps et que "rien ne prouve que ce soit dû aux activités humaines" (Le Monde, 5 juillet 2013).

Pour ces derniers, je vais donc répondre maintenant à la question : Quel est l'impact de l'Homme dans le réchauffement récent du climat ?

2° partie : L'Homme et le réchauffement du climat.

La diapositive 5a nous montre que les taux de CO2 et CH4 étaient relativement stables depuis près de 1000 ans avant la révolution industrielle, on peut donc attribuer leurs brusques augmentations (doublement de la quantité de CH4 et augmentation de 27 % de la quantité de CO2) à l'industrialisation et donc aux activités humaines.

Les bulles d'air contenues dans les glaces permettent d'étudier la composition de l'air durant les 800 000 dernières années y compris des polluants d'origine humaine.

En conséquence, comme le montre la diapo 5b, les températures ont également subi de fortes augmentations. En effet, depuis 100 ans, nous possédons des mesures directes des températures passées mais pour les temps plus anciens, on fait appel à des écrits (archives municipales, romans...), la dendrochronologie (mesure des cernes du bois), le delta 18O dans les coraux ou les glaces polaires.
On voit ici l'augmentation globale de température à partir du début du 20° siècle de 1°C en 1 siècle (-0.5°C à + 0.5°C) par rapport à la moyenne en 1961 et 1990 (pourquoi ces deux dates ? ne serait-ce pas plutôt la moyenne entre ces 2 dates ?).

La composition isotopique des glaces et d'autres indices (par exemple la palynologie) permettent de retracer les évolutions climatiques de cette période.

L'effet de serre, déterminé notamment par la composition atmosphérique, est un facteur influençant le climat global.
La modélisation de la relation effet de serre/climat est complexe.
Elle permet de proposer des hypothèses d'évolutions possibles du climat de la planète notamment en fonction des émissions de gaz à effet de serre induites par l'activité humaine.

En conclusion, je pense avoir convaincu l'ensemble des climato-sceptiques en apportant à la fois des arguments allant dans le sens d'un réchauffement climatique (vous vous souvenez de la floraison précoces des arbres fruitiers, ce printemps 2014 ?) et des arguments prouvant l'impact des activités humaines pour expliquer un réchauffement accéléré (1° en 100 ans et peut-être jusqu'à + 4°C pour 2100 !)

La connaissance des changements climatiques du passé et la recherche de leurs causes est indispensable pour prétendre prédire  les climats du futur, en incluant des actions anthropiques plus ou moins marquées.

Chacun de nous pourra ainsi agir à petite échelle, dans son quotidien, pour réduire ses rejets de CO2 (vous êtes aussi venus à cette réunion en VLille ?) et, suivant vos fonctions, influencer les entreprises, les transports pour qu'ils rejettent le moins possible de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
Je vous remercie beaucoup pour votre attention et attend vos questions.

Corrigé de l'exercice 4 : sujet BAC Amérique du Nord 2014

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Dans ce corrigé, vous trouverez en rouge et gras les connaissances utilisées (certaines - pas en gras - ne sont pas attendues par le correcteur, elle sont un petit + pour une copie parfaite...) ; en vert les problèmes à résoudre ; en bleu les indications qui ne figureront pas dans la copie.

Introduction : Le petit âge glaciaire est une période climatique froide  survenue en Europe et en Amérique du Nord entre les années 1250 et 1850   approximativement. Elle se caractérise par des périodes d'avancées puis de maximum successifs des glaciers.

Quels sont les arguments  en faveur d'une grande éruption volcanique  responsable de la diminution  de température durant le petit âge glaciaire ?

I. Une baisse de température avérée.

Le document 1 montre les mesures directes de températures depuis un peu plus de 100 ans et des calculs de températures auparavant grâce à des écrits anciens (archives municipales, romans...), la dendrochronologie, les repères de crues, la mesure du delta18O des glaces ...

La température a diminué de près d'1°C par rapport à la moyenne de 1961-1990 lors du petit âge glaciaire.

Comment expliquer cette forte baisse de température ?

II. Recherche d'une cause géologique.

Le document 2 montre une importante éruption avec émission de souffre  en Islande (Krafla) en 1179 soit peu de temps avant le petit âge glaciaire : 140 ppm de sulfates MAIS une éruption deux fois plus importante survint en 1257  (la plus importante depuis l'an 0) : 330 ppm de sulfates.

Quel volcan est responsable de cette énorme éruption ? Une zone de subduction ?

Le document 3 étudie des cendres volcaniques récoltées autour du Samalas  (Indonésie, zone de subduction ) qui ont pour certaines (triangles) une composition similaire aux cendres de 1257 avec par exemple 1,8 % de CaO  et 2,8 % de FeO.

L'origine de la forte éruption serait DONC en Indonésie avec projection dans l'atmosphère et satellisation d'où les conséquences sur tout le globe (comme lorsque la disparition des dinosaures il y a 65 millions d'années ? ).

Comment le volcanisme agit-il sur le climat ?

III. Emissions volcaniques d'H2S et température.

Le document 4 nous montre qu'en présence d'H2S dans l'atmosphère les rayonnements solaires sont plus réfléchis DONC le sol est moins chauffé DONC il émet moins d'infra-rouges DONC l'effet de serre est moins important DONC la température diminue.

Conclusion : Le petit âge glaciaire semble aujourd'hui s'expliquer, d'après les travaux publiés l'an passé par une  équipe française dirigée par Franck  Lavigne, par une explosion qualifiée de méga-colossale du volcan indonésien Samalas (sur l'île de Lombok). Les archives glaciaires nous ont livré ce secret.

En 1258, on parla en Europe "d'année sans été" et 15 000 personnes périrent à Londres à cause de la famine et du froid. Des périodes plus chaudes jalonnèrent ce petit âge glaciaire avec notamment, de 1516 à 1540 une période chaude en Allemagne avec des hivers sans neige responsables de la faillite d'une mine d'or (Emission Xénius, Arté).

La connaissance des changements climatiques du passé et la recherche de leurs causes est indispensable pour prétendre prédire  les climats du futur, en incluant des actions anthropiques plus ou moins marquées.

Pas de panique ! J'ai trouvé ces informations (rouge mais pas gras) sur Internet et ne seront pas attendues dans votre copie, un peu de culture en plus...

A lire : http://www.u-pec.fr/pratiques/universite/presentation/le-volcan-indonesien-samalas-responsable-de-l-eruption-mysterieuse-de-l-an-1257--592822.kjsp 

 

 

Thème 3 - Glycémie et diabète.

Corrigé du sujet 1 : Pondichery, avril 2013

GLYCÉMIE ET DIABÈTE

en vert : les questions - en bleu : les connaissances

intro (pb) : Un phénotype correspond le plus souvent à un génotype et une action plus ou moins marquée de l'environnement.
Le document 3 nous montre une prévalence du diabète (excès de glucose dans le sang) presque multiplié par 10 chez les Pimas des USA.
Comment expliquer cette prévalence du DNID chez les Indiens Pimas des Etats-Unis ?

Le document 3 nous montre aussi que la prévalence au Mexique est presque la même pour les femmes Pimas ou non ; par contre on note une très grande différence pour les hommes (0 % pour les non Pimas contre 5 % pour les Pimas).
On peut donc penser à une origine génétique du diabète de type 2 (ou DNID), peut-être liée aux chromosomes sexuels (différence homme / femme).

Le document 4, nous montrant une prévalence intermédiaire chez les métis, nous confirme l'origine génétique.

Le document 5 nous présente que le DNID touche plus les personnes âgées de 35 à 44 ans même s'ils n'ont aucun antécédent (7 %), on parle de diabète de l'âge mûr.
Ce document nous confirme l'origine génétique, on peut penser à des gènes de prédisposition car si les 2 parents sont atteints, l'individu a beaucoup plus de "chances" de développer le diabète précocement.
Or, comme il s'agit de diabète non insulino dépendant, on en déduit que les récepteurs deviennent insensibles à l'insuline.
Sous quelle influence ?

Le document 2 nous montre que la prévalence augmente avec l'inactivité (x2 si activité faible au lieu d'importante). On en déduit une influence de l'environnement, ici une inactivité entraînerait un surpoids empêchant la fixation de l'insuline.

Le document 1 nous montre que la prévalence augmente avec l'obésité (+ 40 % si IMC > 35, c'est à dire une obésité sévère). On en déduit une influence de l'environnement, ici une alimentation exagérée aboutissant à l'obésité.
On pourrait penser que les graisses gênent la fixation de l'insuline sur ses récepteurs.

Corrigé du sujet 2 : sujet 0 (Ministère)

Eléments d’évaluation :

Eléments scientifiques issus du document (complets, pertinents, utilisés à bon escient en accord avec le sujet…) Doc1 :
- Le diabète s’explique par un dysfonctionnement des cellules b du pancréas
- La découverte des chercheurs va permettre la recherche sur le fonctionnement des cellules b et peut être de mettre au point de nouveaux traitements.
Doc2 :
- Le type de réponses au test d’hyperglycémie permet de déterminer le type de diabète
- Alice présente un diabète « non obèse ».
Doc3 :
- Les injections d’insuline permettent de faire baisser la glycémie (le glucagon a l’effet inverse).
- Elles peuvent constituer un traitement possible des hyperglycémies.
Doc4 :
L’étude du profil clinique d’Alice (symptômes décrits) permet d’affirmer qu’elle souffre d’un diabète de type 1.
Eléments scientifiques issus des connaissances acquises Fonction endocrine du pancréas avec les cellules b qui fabriquent l’insuline
Deux types de diabètes= DID et DNID et leur évolution au niveau individuel et des sociétés
Traitements possibles : greffe de pancréas, ou de cellules ; protection des cellules b contre les auto-anticorps
Eléments de démarche
(L’élève présente la démarche qu’il a choisie pour répondre à la problématique, dans un texte soigné (orthographe, syntaxe), cohérent (structuré par des
connecteurs logiques), et mettant clairement en évidence les relations entre les divers arguments utilisés).
manque d’insuline
- Le diagnostic est précisé en lien avec les symptômes (diabète de type 1).
- Le traitement proposé dans l’immédiat =injections d’insuline après les repas.
- Traitement dans un avenir plus lointain : greffe de pancréas, ou de cellules b.
- Mise au point éventuelle de nouveaux traitements grâce aux lignées de cellules in vitro (par exemple protection des cellules b contre les autoanticorps).

Barème :

Démarche cohérente qui permet de
répondre à la problématique
Démarche maladroite et réponse partielle à la
problématique
Aucune démarche ou
démarche
incohérente
Tous les éléments
scientifiques issus
des documents et
des connaissances
sont présents et
bien mis en relation.
Des éléments
scientifiques bien
choisis issus des
documents et/ou des
connaissances bien
mis en relation mais
incomplets.
Des éléments
scientifiques bien
choisis issus des
documents et/ou des
connaissances
incomplets et
insuffisamment mis en
relation.
Quelques éléments
scientifiques issus des
documents et /ou des
connaissances bien
choisis mais incomplets
et insuffisamment mis
en relation
Quelques éléments
scientifiques
parcellaires issus des
documents et/ou des
connaissances, et
juxtaposés
5 points
4 points
3 points
2 points
1 point

 

Corrigé du sujet 3 : Polynésie juin 2013

Barème :

Démarche cohérente qui permet de
répondre à la problématique
Démarche maladroite et réponse partielle à la
problématique
Aucune démarche ou
démarche
incohérente
Tous les éléments
scientifiques
issus
des documents et
des connaissances
sont présents et
bien mis en relation.
Des éléments
scientifiques bien
choisis issus des
documents et/ou des
connaissances bien
mis en relation mais
incomplets.
Des éléments
scientifiques bien
choisis issus des
documents et/ou des
connaissances
incomplets et
insuffisamment mis en
relation.
Quelques éléments
scientifiques issus des
documents et /ou des
connaissances bien
choisis mais incomplets
et insuffisamment mis
en relation
Quelques éléments
scientifiques
parcellaires issus des
documents et/ou des
connaissances, et
juxtaposés
5 points
4 à 3 points
4 à 3 points
2 points
1 point

 

Corrigé 4 : Métropole 20 juin 2014 (5 points)

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Monsieur,
j'ai appris que vous souhaitez commercialiser un jus de banane spécialement conçu pour les jeunes enfants. Aussi je vous propose, grâce à 3 documents, une explication du procédé à mettre en oeuvre pour obtenir un jus de banane que les mamans vont s'arracher pour que leurs enfants n'aient pas de problème de santé.

J'ai bien compris, et résumé dans le document 1, que vous souhaitez un jus sans amidon et sans glucose donc moins opaque et moins sucré.
Il faut savoir ici, comme le montre le document 2, que l'amidon est une macromolécule, polymère de glucose, qui contribue à son opacité et que le glucose (C6H12O6) est une petite molécule au goût sucré.

Or, j'ai appris en terminale que les glucides à grosses molécules des aliments sont transformés en glucose grâce à l'action d'enzymes digestives.
Il faut donc lyser la molécule d'amidon mais partiellement pour obtenir des molécules de maltose, dimères de glucose et pour cela il est nécessaire d'utiliser les « ciseaux moléculaires » que sont les enzymes.
En effet, j'ai aussi appris en terminale que les enzymes sont des protéines qui catalysent des transformations chimiques spécifiques.

D'après leurs noms (doc 3), l'amylase agirait sur l'amidon, la maltase sur le maltose et la maltose synthétase permettrait la synthèse de maltose.
J'ai vérifié l'action de l'amylase par une expérience dont j'ai regroupé les résultats dans un tableau (doc 3a). L'amylase n'est pas fonctionnelle à 2°C ni à 85°C car c'est un biocatalyseur dont l'optimum de fonctionnement est la température du corps. Elle catalyse la dégradation de l'amidon mais on ne sait pas grâce au test à la liqueur de Fehling si c'est en maltose ou glucose. Mais le glucotest nous montre l'absence de glucose c'est donc ce que voulez !

La maltase (doc 3b), quant à elle, est une enzyme qui catalyse la lyse du maltose en glucose (toujours à 37°C), on ne l'utilisera donc pas ici (pour éviter le goût sucré entraînant de mauvaises habitudes alimentaires).

Enfin la maltose-synthase (doc 3c) catalyse la liaison de 2 molécules de glucose pour former du maltose.

Je vous propose donc d'étuver (chauffage doux) votre jus à 37°C en présence d'amylase et de maltose-synthase pour clarifier votre jus et minimiser la quantité de glucose.
En espérant que mes conseils vous aurons éclairé, je vous prie d'agréer mes sincères salutations.

Signature

 

 

Quelques exercices de spécialité de l'ancien programme qui peuvent encore servir pour entraînement (documents Word) :

Thème :

Diversité et complémentarité des métabolismes