Sujet du Bac Sciences de la Vie et de la Terre 2021 · Métropole 1 remplacement

EXERCICE 1: Synthèse et stockage de matière organique chez les plantes (7 POINTS)

Une étape fondamentale de la reproduction sexuée des plantes à fleurs consiste en la formation de graines contenues dans les fruits. La synthèse de matière organique est indispensable à la mise en place de ces structures.

QUESTION:

Expliquer comment la photosynthèse d'une plante mère peut permettre le développement d'une nouvelle plante issue de la reproduction sexuée.

Vous rédigerez un texte argumenté. Vous appuierez votre exposé et argumenterez votre propos à partir d'expériences, d'observations et/ou d'exemples judicieusement choisis.

EXERCICE 1: Stress aigu et réponse comportementale [7 points]

Lorsqu'un individu est exposé à un agent stresseur, son organisme réagit en se préparant à la fuite ou la lutte, réponses mettant en jeu la réalisation de mouvements assurés par des contractions musculaires.

QUESTION:

Expliquer comment la réaction de l'organisme face à un agent stresseur facilite une réponse motrice adaptée.

Vous rédigerez un texte argumenté. On attend des expériences, des observations, des exemples pour appuyer votre exposé et argumenter votre propos.

EXERCICE 2: Histoire géologique de la région d'Andlau (8 POINTS)

Comme d'autres villages alsaciens, Andlau présente une production viticole qui se caractérise par la diversité des types de raisins produits. Cette dernière s'explique par les différents cépages (variétés de vigne) utilisés ainsi que par la diversité des sols de la région, qui traduit la grande hétérogénéité des roches du sous-sol. Cette hétérogénéité se retrouve à l'échelle régionale.

QUESTION:

Expliquer comment la succession chronologique d'événements géologiques permet de rendre compte de la diversité des roches observées dans la région présentée dans le document 1.

Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données des documents et les connaissances utiles.

Document 1: Carte géologique simplifiée de la région d'Andlau

Document 2: Composition minéralogique de roches du secteur d'Andlau

Les trois roches ont la même composition chimique, mais comportent des minéraux différents.

Document 3: Domaines de stabilité de quelques minéraux repères

Le solidus limite le domaine solide (à gauche) du domaine solide + liquide (à droite).

Document 4: Datation absolue de la granodiorite du Hohwald

Un granite se trouvant à proximité et mis en place à la même période que la granodiorite du Hohwald a été daté par la technique de datation absolue U/Pb. Le graphique suivant présente une portion de la courbe qui indique les combinaisons possibles des rapports des deux radiochronomètres $^{206}\mathrm{Pb}/^{238}\mathrm{U}$ et $^{207}\mathrm{Pb}/^{235}\mathrm{U}$ ainsi que les âges correspondants en millions d'années.

Sont également données dans le tableau ci-dessous les valeurs de rapports isotopiques pour trois fractions du granite qui a pu être daté. Elles se situent normalement sur une droite dont l'intersection avec la courbe indique l'âge de cristallisation de la roche.

EXERCICE 2: Moustiques et diversification des génomes [8 points]

Culex pipiens, un moustique commun en France, est responsable de nuisances importantes par ses piqûres et les maladies qu'il véhicule. Des insecticides sont utilisés pour l'éliminer mais les cas de résistance sont devenus fréquents.

QUESTION:

Montrer que l'émergence de résistances aux insecticides chez le moustique, au cours des dernières décennies, repose sur des mécanismes de diversification de son génome.

Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données des documents et les connaissances utiles.

Document 1: effet des insecticides organophosphorés chez le moustique Culex pipiens

L'acétylcholine est un neurotransmetteur permettant le passage du message nerveux au niveau de certaines synapses (schéma A). L'acétylcholine est rapidement dégradée dans l'espace synaptique par une enzyme, l'acétylcholinestérase (schéma B). Depuis une soixantaine d'années, dans les régions infestées par les moustiques, on utilise des insecticides organophosphorés, de puissantes neurotoxines inhibitrices de l'acétylcholinestérase (schéma C).

Document 2: l'acétylcholinestérase des moustiques et ses allèles

Document 2a: extraits des séquences de deux allèles du gène Ace-1, codant pour l'acétylcholinestérase.

Ace-1 S: allèle sauvage

Ace-1 R: allèle porté par certaines souches de moustique.

Codon n° 111 120

Ace-1 S GTCATGCTGTGGATCTTCGGGGGTGGCTTCTACTCC

Ace-1 R ---------------------T------A---------- Document 2b: structure 3D des acétylcholinestérases et zoom sur le site catalytique d'une part de celles codées par Ace-1 S (S) et d'autre part de celles codées par Ace-1 R (R).

Les numéros correspondent à la position des acides aminés dans la protéine.

Document 2c: activité de l'acétylcholinestérase dans différentes conditions en fonction du génotype du moustique.

Des chercheurs ont mesuré l'activité moyenne des acétylcholinestérases issues de différentes populations de moustique en présence ou en absence d'insecticide.

Document 3: amplification des estérases chez certaines souches du moustique Culex pipiens

En plus de l'acétylcholinestérase, les moustiques produisent naturellement des enzymes, appelées estérases, qui hydrolysent les liaisons chimiques ester, notamment celles des molécules insecticides organophosphorées, les rendant inactives. Il existe chez Culex, 2 sortes d'estérases, A et B, codées respectivement par les gènes Est-3 et Est-2. Ces deux gènes sont très proches dans le génome et forment le "super locus" Ester.

Document 4: électrophorèses sur gel d'amidon des protéines de différentes souches du moustique Culex pipiens

Une équipe de recherche s'est intéressée aux estérases produites par les moustiques. Chaque flèche correspond à un dépôt d'extrait protéique issu d'un moustique d'une souche particulière. La superficie des taches est proportionnelle à la concentration en protéines.