Sujet du Bac Sciences de la Vie et de la Terre 2022 · Polynésie Jour 2 - Remplacement

EXERCICE 1 première proposition - Reconstituer et comprendre les variations climatiques passées (7 POINTS)

La mise en place des marqueurs des climats anciens

Les mesures récentes des températures montrent un réchauffement climatique global d’environ 1°C en 150 ans. Comprendre les variations passées de la température permet aux climatologues de mieux anticiper les évolutions possibles à venir.

Pour reconstituer les climats anciens, les climatologues utilisent des indices. Ils peuvent être géochimiques (c’est l’exemple présenté dans la première partie du document), être liés à la présence de certains fossiles, à certains types de roches ou encore à des traces laissées dans les paysages.

Expliquer comment, dans le passé, se sont mis en place des indices qui permettent aujourd'hui de reconstituer les climats du passé.

Vous rédigerez un texte argumenté. Vous appuierez votre exposé éventuellement à partir du document proposé et/ou d’observations et/ou d’exemples judicieusement choisis.

Document – Exemples d’indices utilisés pour la reconstitution climatique pour des périodes géologiques récentes

Évolution du $\delta^{18}\text{O}$ des précipitations neigeuses et de la glace selon la température et le volume du bassin océanique

Le $\delta^{18}\text{O}$ exprime la composition isotopique en oxygène $^{18}\text{O}$ et $^{16}\text{O}$ de différents carottages datés dans la calotte glaciaire. Les plus anciennes calottes glaciaires datent d’environ 750 000 ans.

Grains de pollen dans de la Tourbe

La photographie ci-dessous montre une préparation microscopique de tourbe avec des grains de pollen fossiles de pin et de poacées. La présence de ces grains de pollen indique un climat plutôt froid.

EXERCICE 1 deuxième proposition - De la plante sauvage à la plante domestiquée (7 points)

La reproduction des plantes

Dans un milieu naturel, on trouve parfois des plantes d'une même espèce qui recouvrent de grande surface (c'est l'exemple de l'ortie ci-dessous). Les plantes peuvent également coloniser des milieux plus éloignés.

Montrer que des adaptations, en lien avec des modalités de reproduction différentes, permettent aux plantes de coloniser les milieux.

Vous rédigerez un texte argumenté. On attend que l'exposé soit étayé par des expériences, des observations, des exemples éventuellement issus du document proposé. Le candidat peut choisir d'autres arguments s'il le souhaite.

DOCUMENT – Exemples d'adaptations qui permettent aux plantes de coloniser les milieux

Les orties peuvent rapidement envahir un milieu à partir de tiges souterraines: les rhizomes.

Les fruits du pissenlit sont emportés par le vent loin de la plante mère.

Un oiseau: un merle consommant des fruits de sureau.

EXERCICE 2 - Comportements, mouvement et système nerveux (8 points)

La cocaïne: du plaisir à l'addiction

La consommation de cocaïne entraîne la perturbation des messages nerveux, et peut provoquer des comportements addictifs (c'est-à-dire que le sujet devient dépendant). L'addiction se définit par la nécessité de reproduire un comportement malgré la connaissance de ses conséquences néfastes.

Expliquer comment la consommation régulière de cocaïne peut déclencher une perturbation du circuit de la récompense et une diminution progressive de l'état de bien-être.

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

Document 1 – Le circuit de la récompense

Les régions du cerveau impliquées dans le circuit de la récompense sont essentiellement l'aire tegmentale ventrale (ATV), le cortex préfrontal (CPF) et le noyau accumbens (NAc). L'activation de ce circuit aboutit à la libération finale de dopamine, messager chimique du plaisir. Cette libération de dopamine aide à mémoriser le stimulus agréable.

En plus du circuit de la récompense, d'autres circuits cérébraux s'activent permettant de répondre de manière adaptée et contrôlée aux situations à l'origine du plaisir.

Ce circuit occupe un rôle central dans la mise en place d'un comportement addictif.

Document 2 – Expériences sur les effets de la cocaïne

1ère expérience réalisée chez le rat

Un rat est placé dans une cage. On lui implante un cathéter intraveineux relié à une pompe capable d'injecter une solution de cocaïne. L'appui sur un levier déclenche l'activation de la pompe, et conduit à une injection de drogue dans le système veineux de l'animal.

Résultats obtenus: Très vite, les rats appuient sur le levier de nombreuses fois par jour et de plus en plus souvent. Ils en oublient même de manger.

2ème expérience réalisée chez le rat

On lèse sélectivement les fibres des neurones dopaminergiques en contact avec le noyau accumbens.

Résultats obtenus: Le comportement d'auto-administration de cocaïne disparaît.

3ème expérience chez le rat

On mesure la libération de la dopamine par les fibres des neurones dopaminergiques en contact avec le noyau accumbens après injection ou non de la cocaïne.

Document 3 – Mode d'action de la « cocaïne sur la synapse dopaminergique »

L'arrivée d'un message nerveux déclenche l'exocytose de la dopamine dans la fente synaptique qui se fixe sur les récepteurs membranaires D1R. Sur la membrane de l'élément présynaptique, il y a des transporteurs de la dopamine (DAT) qui permettent sa recapture et de limiter ainsi ses effets dans le temps. La dopamine est détruite par action enzymatique dans la terminaison du neurone de l'ATV.

Document 4 – Effets de la cocaïne sur l'« impression de bien-être » de sujets dépendants

On évalue chez des sujets consommant de la cocaïne les effets des prises successives de cette drogue sur leur humeur générale. On considère qu'à chaque prise, il s'agit de la même dose.

Document 5 – Effets de la cocaïne sur la sensibilité des récepteurs à dopamine

Au cours de prises de cocaïne, on met en évidence une altération progressive des récepteurs D1R des synapses du NAc.