Géofan svt
Amoureux de la Terre et de la Vie

Bac S SVT juin 2016 : sujets et éléments de correction

Sujet obligatoire
Sujet spécialité

PARTIE I – (8 points)
SYNTHÈSE : (5 points)
Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l’évolution : l’exemple de la vie fixée chez les plantes

Dans son ouvrage, « L’éloge de la plante » (2004), le botaniste Francis Hallé discute des surfaces d’échanges chez les végétaux et animaux. « Mesurer la surface d’un végétal n’est pas chose facile […] Quelle peut être la surface aérienne d’un arbre de 40 m de haut ? Une estimation de 10 000 m2 (1 ha) n’est certainement pas exagérée ; la surface « interne » permettant les échanges gazeux serait 30 fois supérieure. […]. En ce qui concerne les surfaces racinaires, les investigations sont encore plus difficiles et les données encore plus rares : la surface souterraine d’un plant de seigle serait 130 fois plus grande que la surface aérienne. […]. »

Exposer en quoi les structures des organes impliqués dans les échanges nutritifs externes et internes d’une plante sont adaptées à son mode de vie fixé.

L’exposé doit être structuré avec une introduction et une conclusion et sera accompagné d’un schéma fonctionnel synthétique.

Introduction

Pb : L’arbre est une plante, comment aller chercher sa nourriture quand on est fixé ?

Pour se procurer sa nourriture, l’arbre développe deux surfaces d’échanges externes avec son environnement et un réseau interne de vaisseaux.

I- Une surface souterraine constituée par l’ensemble du réseau racinaire permet un échange arbre-sol.
L’arbre puise grâce à son réseau racinaire l’eau et les éléments minéraux présents dans le sol.

II- Une surface aérienne constituée par l’ensemble des feuilles de la canopée permet un échange arbre- air. Cet ensemble constitue des panneaux solaires fournissant à la plante l’énergie nécessaire à son fonctionnement.
Grâce à ses feuilles l’arbre capte le CO2 de l’atmosphère . L’énergie solaire captée grâce aux pigments chlorophylliens lui permet la fabrication de sa matière organique à partir d’éléments minéraux : photosynthèse.
CO2 + eau -> C6H12O6 +O2
A partir du dioxyde de carbone puisé dans l’air et de l’eau minérale puisée dans le sol l’arbre fabrique des glucides, mais aussi des lipides et des protéines et acides nucléiques constituant sa matière organique.

III- Ces deux surfaces communiquent entre elles par un réseau de vaisseaux, transportant la sève brute et la sève élaborée, assurant les échanges internes.
Cette matière est ensuite distribuée depuis les feuilles à l’ensemble des cellules de l’arbre pour assurer sa croissance. L’arbre a une croissance continue et non finie ce qui lui permet d’aller cher sa nourriture de plus en plus loin bien qu’étant fixé. D’autre part les parties mortes de l’arbre : feuilles, brindilles , branches sont recyclées dans le sol, reminéralisés par les êtres vivants du sol, véritable "appareil digestif" de l’arbre Francis Hallé.

Conclusion
Schéma fonctionnel légendé d’un arbre

Vidéo de Francis Hallé à partir de laquelle vous pourrez par vous-me construire un schéma fonctionnel

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PARTIE II EXERCICE 1 (3 points)

Le magmatisme en zone de subduction

Le Sinabung (2460 m) est l’un des volcans actifs d’Indonésie, situé sur l’île de Sumatra.er L’éruption explosive la plus récente de l’histoire du Sinabung a eu lieu le 1 février 2014 formant un panache éruptif de 17 km de hauteur.
À partir des données des documents présentés, caractériser le contexte géodynamique de cette zone et identifier la nature des roches produites par le volcan Sinabung.

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Sur le doc 1 qui est une carte, je vois que la plaque "Inde-Australie passe sous la plaque "Eurasie. Il s’agit donc d’un contexte de subduction.
La ligne de volcans sur l’île de Sumatra correspond donc à un volcanisme explosif de subduction.

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Le doc 2 présente une analyse microscopique et et une analyse chimique des roches de cette île : on note la présence de verre volcanique, refroidissement rapide en surface, et d’amphibole, minéral hydraté. Ces roches volcaniques sont des andésites ou des rhyolites.
L’analyse chimique confirme la forte teneur en eau et en silice, SiO2, qui caractérise un volcanisme explosif de subduction. L’eau de la plaque subduite provoque la fusion des roches de la plaque chevauchante par hydratation.

PARTIE II–EXERCICE 2–Enseignement obligatoire (5 points)

Le maintien de l’intégrité de l’organisme : quelques aspects de la réaction immunitaire

Mme T présente une grosseur au niveau du cou et souffre de nombreux maux d’origine métabolique : fatigue, cheveux et ongles cassants, peau sèche, frilosité, rythme cardiaque ralenti. Son médecin lui prescrit des examens approfondis.

À partir de l’exploitation des données et de l’utilisation des connaissances, expliquer les causes de l’affection de Mme T.

Cette partie présente une difficulté car les documents présentés sont complexes, si vous les paraphrasez, cela donnera une bouillie inintelligible. Il faut au contraire les aborder avec l’objectif de les simplifier pour les rendre abordable !

Le doc 1 est une analyse de sang qui révèle que Mme T présente un déficit en hormones thyroïdiennes.
Comment expliquer cela ?

Le doc 2 est une analyse des tissus de la thyroïde qui révèle la présence de cellules immunitaires au niveau de la thyroïde : lymphocytes, plasmocytes et macrophages.
Contre quoi luttent ces cellules de défense de l’organisme, est-ce une infection ?

Le doc 3 est une culture de cellules de la thyroïde de Mme T.
En présence des cellules immunitaires suivantes macrophages, LT et LB il y a différenciation des LB en plasmocytes. Il y a fabrication d’anticorps "anti-hormone thyroïdienne" . Il s’agit d’un mécanisme de coopération cellulaire via des molécules informatives les cytokines ou interleukines.

On voit donc que les LB matures ou plasmocytes fabriquent des anticorps "anti-hormone thyroïdienne", ce n’est donc pas une infection puisque ces cellules appartiennent à l’organisme.
Nous sommes en présence d’une maladie auto-immune.

Le doc 4 révèle le mécanisme de formation des hormones thyroïdienne par la glande thyroïde.
Le doc 1 précise que les actions de ces hormones sont multiples :croissance, métabolisme, température interne.

En conclusion

Mme T est atteinte d’une maladie auto-immune et présente une carence en hormone thyroïdienne, c’est ce déficit qui explique ses maux : fatigue, cheveux et ongles cassants, peau sèche, frilosité, rythme cardiaque ralenti.

PARTIE II – EXERCICE 2 – Enseignement de spécialité (5 points)

Énergie et cellules vivantes

Le cytoplasme des cellules est plus riche en ions K et plus pauvre en ions Na que le milieu extracellulaire. Ces différences de concentrations participent au potentiel de repos membranaire de -70 mV de la cellule nerveuse.

À partir de l’exploitation des documents et de l’utilisation des connaissances, expliquer les mécanismes énergétiques qui assurent le maintien des différences de concentrations ioniques pour une cellule nerveuse.

Le doc 1 présente le fonctionnement de la pompe Na-K des cellules nerveuses (neurones). Cette pompe tire son énergie de l’ATP. C’est elle qui est responsable des concentrations particulières du cytoplasme des cellules : enrichissement en K+ et appauvrissemrent en Na+.

Le doc 2 est une courbe de concentration en O2 du neurone. Il montre que le cyanure bloque la consommation d’O2 par la cellule. Cette consommation est liée au métabolisme respiratoire, principal pourvoyeur en ATP de la cellule.

Le doc 3 présente les effets du cyanure et de l’ATP sur les transferts de Na+ dans un neurone,donc sur la pompe Na-K.

En présence de cyanure dans l’eau de mer, le transfert de Na+ dans le neurone de calmar cesse. La présence d’ATP rétablit le transfert, donc le fonctionnement de la pompe Na-K.
La pompe Na-K est donc ATP dépendante.

Le doc 4 est un tableau qui présente les concentration en Na+ et K+ dans des neurones en faisant varier les conditions de culture.
Pour avoir une concentration cytoplasmique riche en ions K et plus pauvre en ions Na :
Il met en évidence la nécessité de glucose
Ou à défaut la présence de pyruvate (précurseur de la glycolyse).
un inhibiteur de la glycolyse rétablit l’équilibre ionique et donc bloque la pompe NA-K.

Ces molécules : glucose, pyruvate, ainsi que la glycolyse caractérisent le métabolisme respiratoire.

En conclusion

Les différences de concentrations ioniques d’une cellule nerveuse sont le fait d’une pompe Na-K qui fonctionne à l’ATP.
Cet ATP est fournit par le métabolisme respiratoire, la présence d’O2 et de glucose sont donc indispensables au bon fonctionnement des cellules nerveuses.

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