Sujets d'oral.

(qui pourraient ressembler à des sujets II2 : bonnes révisions !)

ATTENTION : ancien programme (oublier notamment la partie 2, plus au programme)

Thème 1 - Du passé géologique à l’évolution future de la planète.

Spécialité évolution 1

EXPLOITATION DE DOCUMENTS

Barème: 10 points

On a prélevé des tests de foraminifères vivant actuellement à des latitudes différentes. Pour chacun on a mesuré le rapport isotopique 18O/ 16O (document 1).

Des forages dans les sédiments océaniques ont permis d'échantillonner et de dater des tests de Foraminifères fossiles dont le rapport isotopique 18O/ 16O a été déterminé (document 2).

Document 1
Document 2

Question : A partir de l'exploitation et de la mise en relation de ces deux documents, reconstituez les changements climatiques majeurs qui ont eu lieu au cours des 400 000 dernières années.

CONNAISSANCES

Barème: 10 points

Les seules variations de l'ensoleillement n'expliquent pas l'amplitude des variations des températures terrestres au cours des temps géologiques.

Exposez vos connaissances sur deux autres facteurs qui interviennent dans l'établissement d'un climat.

Eléments de correction

Spécialité évolution 2

EXPLOITATION DE DOCUMENTS

Barème: 12 points

Question : Exploitez les documents 1 et 2 pour déterminer les changements climatiques qui se sont produits depuis 20 000 ans et proposez une hypothèse explicative à ces changements de climat.

Document 1 : diagramme pollinique simplifié de la Tourbière de Freychinède en Ariège (a) et préférence climatique (b) des végétaux représentés.

 

Végétal

Milieu

Température moyenne (°C)

Chêne

Forêt tempérée

8 à 15

Bouleau

Forêt tempérée et taïga

5 à 12

Armoise

Steppes (absence de forêt)

<5

b.

Document 2 : concentration atmosphérique en CO2 depuis 100 000 ans

CONNAISSANCES

Barème : 8 points

Exposez vos connaissances quant aux principales causes des variations mondiales du niveau de la mer.

Eléments de correction

Spécialité évolution 3

EXPLOITATION DE DOCUMENTS

Barème: 11 points

Les célèbres falaises du pays de Caux se sont formées au cours du Crétacé. Il, s'agit d'une série sédimentaire de près de 500m d'épaisseur, en partie érodée à son sommet et principalement constituée par des craies.

La craie est constituée de l'accumulation d'innombrables particules calcaires produites par des algues marines unicellulaires vivant à une profondeur approximative de 100 à 300 m.

Ces craies contiennent une certaine proportion d'argile (sédiment d'origine détritique provenant de l'altération des roches du continent). Du bas vers le haut de la série, les craies contiennent de moins en moins d'argile

La gaize est une marne riche en glauconie. La glauconie est une argile qui ne se forme qu'à faible profondeur (entre 25 et 200m).

Le poudingue ferrugineux est une roche formée par l'assemblage de particules détritiques. Ce poudingue contient de la glauconie et des restes de végétaux terrestres.

Question : Mettez en relation la colonne stratigraphique avec les informations proposées pour reconstituer les variations du niveau marin au cours de cette période du Crétacé.

 CONNAISSANCES

Barème : 10 points

Expliquez les causes des variations du niveau marin au cours des temps géologiques.

Eléments de correction

Spécialité évolution 4

EXPLOITATION DE DOCUMENTS

Barème: 10 points

Différentes méthodes d'étude permettent de reconstituer les climats passés au cours du quaternaire; voici deux de ces méthodes.


Question : Mettez en relation les documents pour retrouver les variations climatiques depuis 150 000 ans.

 CONNAISSANCES :

Barème : 10 points

 Exposez vos connaissances sur les processus qui libèrent ou consomment du CO2 entraînant des variations climatiques sur des grandes échelles de temps.

Eléments de correction

Thème 2 - Des débuts de la génétique aux enjeux actuels des biotechnologies.

Génétique spécialité 1

Exploitation de documents   Comment évaluer le risque d’apparition d’une maladie génétique ?

Barème : 10 points

Document 1

La myopathie de Duchenne se caractérise par une dégénérescence musculaire qui conduit à une paralysie progressive du malade, condamné au fauteuil roulant vers l’âge de 10 ans. Elle est due à des mutations récessives du gène codant la dystrophine, protéine de la membrane plasmique des cellules musculaires. Ce gène est situé sur le chromosome X.

La maladie affecte essentiellement les garçons, avec la fréquence de 1 sur 3500 naissances dans la population française.

Document 2

L’arbre généalogique ci-dessous présente une famille affectée de myopathie.

Les individus II3 et II4 attendent un enfant

 

 Question  : Par un raisonnement rigoureux, déterminez le risque pour l’enfant à naître III1d’être de phénotype sain mais porteur d’une mutation responsable de la myopathie de Duchenne.

 Connaissances

Barème : 10 points

Après avoir défini la théorie chromosomique de l’hérédité, indiquez les observations qui ont conduit à émettre cette théorie.

Eléments de correction

Génétique spécialité 2

Exploitation de documents   Comment prévoir le phénotype d’un enfant à naître ?

Barème : 10 points

Document 1

Le syndrome de Lowe est une maladie héréditaire très rare. Un des allèles d’un gène précis est à l’origine de cette maladie. Il est porté par le chromosome X et se transmis selon le mode récessif.

Document 2

On connaît l’arbre généalogique d’une famille affectée par le syndrome de Lowe. Les individus I1 et I2 attendent un enfant.

Question  :

Déterminez la probabilité pour l’enfant à naître d’être atteint de ce syndrome. ( vous envisagerez le cas d’une fille puis d’un garçon)

 Connaissances

Barème : 10 points

 Après avoir défini la théorie chromosomique de l’hérédité, montrez comment elle a pu être validée.

Eléments de correction

Génétique spécialité 3

Exploitation de documents   Comment établir un diagnostic prénatal ?

Barème : 10 points

La mucoviscidose, maladie monogénique autosomale récessive, affecte un enfant sur 2000. Elle se traduit par un blocage des fonctions respiratoires.

Une étude familiale a été réalisée au niveau phénotypique (document 1) et moléculaire (document 2) dans le but d’établir un diagnostic prénatal de la maladie pour le fœtus II 4.

Les fragments d’ADN étudiés correspondent aux allèles du gène impliqué dans la mucoviscidose.

Question  : En utilisant l’ensemble des données, montrez que seule l’analyse de l’ADN permet de s’assurer que le fœtus II4 ne sera pas atteint de mucoviscidose.

Connaissances

Barème : 10 points

La découverte des enzymes de restriction au début des années 70 a permis une révolution technologique.

Indiquer le rôle d’une enzyme de restriction et précisez l’utilisation faite de ces enzymes dans le domaine des biotechnologies et de la génétique humaine.

Eléments de correction

Génétique spécialité 4

Exploitation de documents   Comment la théorie chromosomique de l'hérédité a-t-elle été validée?

Barème : 10 points

La théorie chromosomique de l'hérédité exprimée par Sutton en 1902 indique que les chromosomes sont le support des facteurs héréditaires.
A partir de 1910, Morgan et son équipe, en réalisant des croisements de drosophiles, ont obtenu des formes mutantes diverses : oeil blanc, corps jaune, etc. Certains de ces croisements sont présentés sur document 1.

Document 1 : Résultats de croisements

- le gène responsable de la couleur de l'œil est porté par X

- l'allèle responsable de la couleur "blanc" est récessif.

Document 2 : Caryotypes de Drosophiles

 

 

Image d’après Anabac 2003

Hatier non corrigé p. 110

Question  :

Montrez comment l'analyse des résultats des croisements (doc 1) ,mis en relation avec les données cytologiques (doc 2) a conduit Morgan a proposer une explication qui a conforté la théorie chromosomique de l'hérédité.

 Connaissances

Barème : 10 .points

La découverte des enzymes de restriction au début des années 70 a permis une révolution technologique.

Indiquer le rôle d’une enzyme de restriction et précisez l’utilisation faite de ces enzymes dans le domaine des biotechnologies et de la génétique humaine.

Eléments de correction

Génétique spécialité 5

Exploitation de documents   Comment l'utilisation des enzymes de restriction permet d'établir un diagnostic prénatal ?

Barème : 10 points

Un couple ayant un premier enfant atteint de drépanocytose voudrait savoir si leur futur bébé sera également atteint de cette maladie.

Document 1 :

La drépanocytose est une maladie génétique due à une mutation du gène codant pour la chaîne b de l’hémoglobine.

On connaît une partie de la séquence de l’allèle non muté de ce gène :

-ACGTGGACTGAGGACTCCTCT -

Dans la séquence de l’allèle muté le triplet GAG est remplacé par le triplet GTG.

Document 2  : Réalisation d’un électrophorégramme

Lorsque l’ADN codant pour la b -globine est digérée par la Mst II, enzyme de restriction coupant l’ADN au niveau de la séquence CTGAGG, deux fragments de 1,1 kb et 0,2 kb sont produits, et sont facilement mis en évidence par électrophorèse.

Après prélèvement de l’ADN des quatre membres de cette famille, on isole le gène de la b-globine présent chez chacun d’entre eux puis on le fait digérer par la Mst II.

Les fragments d’ADN obtenus sont déposés sur un gel d’électrophorèse et migrent dans un champ électrique. On hybride ensuite avec une sonde caractéristique du gène de la b -globine. On observe les résultats suivants :

Question  : A l’aide des documents montrez comment on peut obtenir deux types de fragments d’ADN à partir d’un même gène, puis expliquez comment le résultat obtenu permet de répondre aux interrogations du couple.

 Connaissances

Barème : 10 points

Avant 1870, une théorie de l’hérédité était admise. Précisez laquelle, puis expliquez comment les travaux d’un célèbre généticien que vous nommerez ont permis de la réfuter.

Eléments de correction

 

Thème 3 - Diversité et complémentarité des métabolismes.

Métabolisme 1

Exploitation de documents

Comment le glucose est-il utilisé par la cellule hétérotrophe ?

Barème : 12 points

On étudie l’utilisation du glucose par les cellules animales au cours de la respiration.

Le document suivant présente une vue de l’ultra structure de la cellule étudiée avec les compartiments analysées.

On cultive des cellules animales sur un matériel très oxygéné contenant du glucose radioactif marqué au 14C. On désigne ce glucose par la lettre G.

Des prélèvements effectués au temps t0, t1, t2, t3,t4 permettent de noter l’apparition de nouvelles substances radioactives :

  • du pyruvate désigné par la lettre P
  • du dioxyde de carbone (CO2)

La localisation de ces produits en fonction du temps est donnée ci-dessous :

Temps

Milieu externe

Milieu intracellulaire

 

 

Compartiment A

Compartiment B

t 0

G +++++

 

 

t 1

G ++

G +++

 

t 2

 

P +++

P ++

t 3

CO2 +

 

P +++

t 4

CO2 ++

 

 

Question  : A partir de l’étude du document, présenter le devenir du glucose dans cette cellule au cours de la respiration.

Connaissances

Barème : 8 points

Présentez les relations qui s’établissent entre les 6 animaux suivants au sein d’un écosystème et expliquez comment le CO 2 est intégré au sein de celui ci.

Liste des animaux de l’écosystème : Rapace, Microorganismes (bactéries et champignons), Escargot, Oiseau, Feuille et Chenille.

Eléments de correction

Métabolisme 2

Exploitation de documents

Comment se fait l’incorporation du CO2 dans les cellules autotrophes ?

Barème :  10 points

Document 1 : schéma de l’ultra structure d’un chloroplaste

Document 2 : Des expériences sont réalisées à partir de fragments de chloroplastes séparés en deux fractions :

  • une fraction liquide F1 provenant du stroma, laissée à l’obscurité et additionnée de dioxyde de carbone marqué à l’isotope radioactif 14C du carbone.
  • une fraction F2 constituée uniquement de thylakoïdes exposés à la lumière ;

Le résultat des expériences est présenté ci- dessous :

Conditions expérimentales

Quantité de 14CO2 fixé dans le stroma, mesurée en coups par minute

1

A l’obscurité : F1 + ATP

43000

2

à l’obscurité : F1

4000

3

On place à l’obscurité : F1+F2

96000

Question  : Exploitez les résultats expérimentaux pour trouver les conditions nécessaires à l'incorporation du CO2 puis émettez une hypothèse sur le rôle des thylakoïdes.

Connaissances

Barème : 10 points

La respiration cellulaire à partir d’une molécule de glucose peut se traduire par une équation bilan qui est le résultat de 3 réactions successives .

Après avoir rappelé l’équation bilan de la respiration, nommez chacune de ces 3 réactions et écrivez- les sous forme d'une équation chimique.

( Les formules moléculaires ne sont pas demandées )

Eléments de correction

Métabolisme 3

Exploitation de documents

Comment une cellule de levure utilise –t-elle le glucose ?

Barème : 10 points

Document 1 :

L’équation bilan de la respiration cellulaire des levures est

L’équation bilan de la fermentation alcoolique des levures est :

Document 2 : schéma de l’ultrastructure de cellules de levure cultivées en milieu aérobie (a) et anaérobie(b)

Document 2  : On réalise une suspension de levures que l’on place dans une cuve.

Au temps t =0 on y ajoute une quantité importante de glucose.

On mesure grâce à trois sondes l’évolution de la quantité de CO2, d’O2 et d’éthanol au cours du temps dans la cuve. Les données sont transmises à un ordinateur qui les transcrit sous forme d’un graphique.

O2,CO2, C2H5OH (mg/ml)

Temps (en s)

Question  : Après avoir comparé l’ultrastructure des levures dans les deux conditions expérimentales afin de localiser les réactions de la respiration cellulaire et de la fermentation, montrez que ces réactions métaboliques interviennent successivement au cours de l’expérience proposée.

 Connaissances :

Barème : 10 points

Présentez les 2 phases de la photosynthèse.

Eléments de correction

Métabolisme 4

Exploitation de documents

Comment le glucose est-il utilisé par la cellule hétérotrophe ?

Barème : 12 points

Document 1

Une suspension purifiée de mitochondries vivantes est obtenue par centrifugation différentielle de cellules. Cette suspension est introduite dans un milieu initialement saturé en dioxygène et maintenu à pH constant pendant toute la durée de l’expérience.

Le dispositif permet d’introduire ensuite dans le milieu diverses substances, et de mesurer les variations des concentrations de dioxygène en fonction du temps. Les résultats de ces mesures sont présentés sur le graphique suivant :

Document 2

L’équation bilan de la respiration est la suivante

Question  : A partir de l’étude des deux documents, expliquer comment la cellule parvient à utiliser le glucose lors de la respiration cellulaire.

Connaissances

Barème : 8 points

Présentez les relations qui s’établissent entre les 6 animaux suivants au sein d’un écosystème et expliquez comment le CO 2 est intégré au sein de celui ci.

Liste des animaux de l’écosystème : Rapace, Microorganismes ( bactéries et champignons ), Escargot, Oiseau, Feuille et Chenille.

Eléments de correction

Métabolisme 5

Exploitation de documents

Comment l’amidon est-il synthétisé dans la pomme de terre ?

Barème : 10 .points

Document 1 : on broie un tubercule de pomme de terre dans de l’eau distillée. On filtre le liquide obtenu afin d’éliminer tout résidu d’amidon et pour récupérer un filtrat contenant l’enzyme intervenant dans la synthèse de l’amidon ( polymère de glucose)

On réalise ensuite les expériences suivantes :

Conditions initiales

Substrat ajouté

Test à l’eau iodée

Filtrat (2ml)

-

Test négatif
(coloration jaune)

Amidon

-

Test positif
(coloration violacée)

Filtrat (2ml)

Glucose

Test négatif

Filtrat (2ml)

Glucose 1 phosphate

Test positif

Document 2 :

Le glucose 1 phosphate est une molécule portant un groupement phosphate sur son premier carbone : on dit que c’est un composé phosphorylé. L’hydrolyse de ces composés libère une grande quantité d’énergie.

Question  : A partir de l’étude des résultats des expériences, montrer que la réaction de synthèse de l’amidon nécessite la présence d’un intermédiaire métabolique.

 Connaissances

Barème : 10 .points

Après avoir décrit une mitochondrie, présentez les réactions chimiques qui se déroulent à l’intérieur de celle ci.

Eléments de correction

Métabolisme 6

Exploitation de documents

Comment les fibres musculaires sont t-elles capables de rester contractées au cours d’un effort ?

Barème : 10 .points

Document 1  : Des fibres musculaires isolées d’un muscle de Lapin sont montées entre lame et lamelle et observées au microscope optique.

On peut alors mesurer leur état de contraction (tension) dans différentes conditions :

  • Expérience a : étude de la contraction d’une fibre isolée en présence ou en absence de salyrgan, poison bloquant l’hydrolyse de l’ATP
  • Expérience b : étude de la contraction d’une fibre isolée en présence ou en absence d’un chélateur du calcium. C’est une substance qui fixe les ions calcium, bloquant ainsi leur action

Les résultats des expériences sont présentés ci-dessous :

Document 2  :

Document 3  : Variations de la composition chimique d’un muscle frais

Constituants chimiques

Avant contraction

Après contraction

ATP

4 à 6 mmol.kg -1

4 à 6 mmol.kg -1

Question  : A partir de l’étude des expériences, expliquez comment la contraction des fibres musculaires peut être maintenue au cours d’un effort.

Connaissances

Barème : 10 points

Après avoir décrit une mitochondrie, présentez les réactions chimiques qui se déroulent à l’intérieur de celle ci.

Eléments de correction