Correction Spé SVT - Bac S 2017 Pondichéry

Correction Spé SVT - Bac S 2017 Pondichéry

Voici le corrigé de Spécialité SVT du Bac S de Pondichéry 2017.
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Cette épreuve a porté sur la géologie, l'évolution et le métabolisme cellulaire (exercice de Spécialité) : notre professeur vous propose son corrigé, vous expose les difficultés des exercices qui vous étaient proposés en vous expliquant ce qui était attendu de vous.

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Correction Spé SVT - Bac S 2017 Pondichéry

Le contenu du document


Le 1er thème sur la géologie était assez restreint puisqu'il ne fallait parler que des ophiolites et de la formation des chaines de montagnes, attention aux hors sujets possibles! Après l'autre difficulté était d'expliquer clairement comment les ophiolites pouvaient se trouver en altitude alors qu'ils sont formés au niveau des dorsales océaniques. 

Le 2ème thème sur l'évolution avec le cris des chauves-souris: pas de difficultés particulières, les documents sont très clairs et le QCM est assez simple puisqu'il ne demande pas de raisonnement, juste d'étudier les documents. 

Pour le 3ème thème (pour le sujet de spécialité) pas de difficultés particulière à part que chaque document apporte une information essentielle, mais que pour la rédaction il ne fallait pas prendre les documents dans l'ordre sinon ce n'était pas logique.


PARTIE 1 : OPHIOLITES ET CHAINES DE MONTAGNES

En vous appuyant sur l’interprétation d’indices géologiques, reconstituer un scénario de la formation d’une chaîne de montagnes expliquant la présence d’ophiolites.


INTRODUCTION

Les chaînes de montagnes sont présentes sur de nombreux continents et sont de hauteurs variables, pouvant aller jusqu’à 8000 mètres d’altitude dans l’Himalaya. En France, il existe deux chaînes de montagnes : les Pyrénées et les Alpes. Dans le massif du Chenaillet (Alpes), on peut observer des ophiolites. C’est un ensemble de roches provenant de la lithosphère océanique, on peut y retrouver des péridotites, du gabbro et du basalte. Pourtant la croûte océanique est formée au niveau des dorsales océaniques, c’est-à-dire à plus de 4000 mètres sous le niveau marin.

Comment peut-on expliquer la présence d’ophiolites (fragments de croûte océanique) dans une chaîne de montagnes ?

Pour répondre à cela nous allons commencer par présenter la formation d’une chaîne de montagne, puis nous expliquerons comment il est possible d’obtenir des ophiolites à plus de 3000 mètres d’altitude.


LA FORMATION DES CHAINES DE MONTAGNES

La présence de plis et de failles inverses sur les montagnes permet de caractériser des zones de compressions. Cette compression est réalisée suite aux mouvements des plaques tectoniques, permettant la rencontre d’une plaque avec de la lithosphère continentale. Contrairement à une rencontre lithosphère océanique-continentale, où la lithosphère océanique plus dense, s’enfonce dans l’asthénosphère (=subduction), ici la rencontre lithosphère continentale-continentale provoque une collision. Les deux croûtes vont alors se fracturer et s’empiler en écailles, augmentant ainsi l’épaisseur de la croûte et formant une racine crustale. Les roches entrainées en profondeur peuvent entrer en fusion partielle et produire du métamorphisme et des plutons de granitoïdes (voir schéma).

La rencontre de deux continents peut se faire suite à la fermeture d’un océan. La formation de la chaine alpine s’est faite suite à la fermeture d’un ancien océan (la Téthys). A la différence d’une simple collision entre deux plaques continentales, il y avait entre les deux, une lithosphère océanique.


LA PRESENCE D’OPHIOLITES DANS LES ALPES

La fermeture océanique, provoquée par une subduction de la lithosphère océanique sous la lithosphère continentale, a entrainé une convergence lithosphérique et ainsi provoqué la rencontre de deux continents. Auparavant il y avait un océan bordé par des marges passives, qui lors de la collision se sont déformées. Des parties de lithosphère océanique ont ainsi pu être charriées jusqu’en surface, et même en altitude, formant des ophiolites. Ce phénomène de chevauchement d’une croûte continentale par une partie de croûte océanique se nomme une obduction.

Dans les Alpes, il est possible de trouver à certains endroits (exemple le massif du Chenaillet) des ophiolites qui sont en surface avec trois types de roches se superposant : des péridotites, provenant du manteau supérieur, des gabbros et des basaltes, provenant de la croûte océanique. Les péridotites sont les roches à la base, les gabbros et les basaltes se superposent. Certaines roches ont subit des transformations durant la collision comme la péridotite qui est entourée de serpentine (minéral sombre et hydraté) et certains gabbros présentent du métamorphisme hydrothermal. Les basaltes ont une forme en coussin (pillow-lavas) dû au refroidissement rapide suite à leur formation dans les fonds océaniques.

Schéma d’une collision continentale suite à la fermeture d’un océan.

Source : Vikidia


CONCLUSION

Une collision peut se produire après à l’ouverture d’un océan, lorsque les contraintes géologiques sont modifiées et que les continents se rapprochent suite à une subduction. Cette collision peut provoquer une remontée en surface de matière océanique. Cela explique la présence en altitude de roches appartenant à la lithosphère océanique comme des péridotites, des basaltes et des gabbros.

La chaîne alpine est encore en formation, mais que sera le devenir des Alpes, une fois sa formation terminée ? Comment expliquer que certains massifs autrefois très élevés ne le soient plus aujourd’hui (Massif Central, Massif Armoricain) ?


PARTIE 2 - EXERCICE 1

LE CRI DU RHINOLOPHE DE MEHELY

Une espèce de chauve-souris européenne, le rhinolophe de Mehely (Rhinolophus Mehelyi), présente la particularité de pousser des cris de très haute fréquence c’est-à-dire extrêmement aigus, par rapport aux autres espèces de chauve-souris.

On cherche à comprendre comment l'évolution a pu conduire à la très haute fréquence des cris du rhinolophe de Mehely.


QCM

1 – B Les femelles atterrissent davantage dans le compartiment 2 : entre celles qui y vont systématiquement (25) et celles qui y vont plus souvent que dans le 1 (10), cela fait environ 35 femelles sur les 45 testées.

2 – D Car ce sont les femelles qui sont testées par rapport aux cris des mâles. Elles vont plus dans le compartiment 2, là où le cri des mâles est de plus hautes fréquences (= plus aigus).

3 – A Lorsque le cri du mâle atteint les 109 kHz, on voit qu’il y a un degré de parenté avec les autres membres de la colonie très fort (presque 3 U.A).

4 – B Les mâles ayant les cris de plus hautes fréquences sont plus souvent choisi par les femelles pour la reproduction (doc 2) et donc dans une colonie leur descendance est plus nombreuse (doc 3).

5 – D D’après le doc 1, les cris aigus des rhinolophes de Mehely est un caractère héréditaire, mais il est défavorable à la chasse d’insectes car ils se propagent moins bien et moins loin dans l’air.

6 – C Ce n’est pas un phénomène de dérive génétique car il n’est pas aléatoire, l’hybridation se fait lors de la reproduction de deux espèces différentes (pas le cas ici), et le cri n’est pas un phénomène d’apprentissage. Donc c’est un phénomène de sélection naturelle.


PARTIE 2 EXERCICE 2 (SPECIALITE)

UN CHAMP DE LUZERNE PARASITEE PAR LA CUSCUTE

À l’aide de l’exploitation des documents proposés et de vos connaissances, identifier le métabolisme particulier de la cuscute puis expliquer en quoi l’herbicide utilisé n’est pas adapté à la lutte contre ce parasite.

La luzerne, parasitée par la cuscute, a un rendement réduit. Il est donc indispensable pour l’agriculteur de se débarrasser de ce parasite pour obtenir un rendement maximal de son exploitation. Pour cela il tente l’utilisation d’un herbicide : l’amitrole. Cependant ce produit n’a pas agi sur la cuscute mais sur la luzerne.


Tout d’abord nous allons chercher à comprendre comment fonctionne l’amitrole. D’après le document 4a, on observe que lorsqu’on traite des plants de blé avec cet herbicide les plants ont une activité photosynthétique fortement réduite : passant de 75 % de l’activité photosynthétique maximale, à 60 % en 25 heures. Cela montre que l’amitrole impact la photosynthèse du plant de blé, d’autant plus que les plants témoins sont restés à 100% de leur activité photosynthétique.

Pour savoir comment cet herbicide impacte la photosynthèse, on observe les résultats de l’expérience dans le document 4b, sur des cultures de grains de blé germés. On a déposé ses grains sur du papier filtre imprégné d’amitrole à plusieurs concentrations (l’un à 4.10-5 et l’autre à 2.10-4 mol.L-1) et 12 jours plus tard on mesure la taille des plants ainsi que leur quantité de chlorophylles. Pour le témoin, on observe qu’il a une taille dépassant les 105 mm et qu’il a une quantité de chlorophylles de 56.6 µg. Pour les deux cultures testées, on constate que la taille des plants est réduite (77.5 mm pour la première concentration et 38.3 mm pour la seconde), ainsi que la quantité de chlorophylles (7.3 µg pour le premier et 1.7 µg pour le second). On peut donc en conclure que l’amitrole agit sur la photosynthèse de la plante et qu’elle a une action sur la chlorophylle qui est indispensable à la photosynthèse.


Sachant que le plant de blé à un métabolisme cellulaire équivalent à celui d’un plant de luzerne, cela explique que le traitement à l’amitrole ait détruit une partie du champ de luzerne. Cependant, pourquoi la cuscute n’a-t-elle pas subit le même sort ?


Le document 3 permet de tester si la cuscute réalise des échanges gazeux, pour cela on a placé des tiges de cuscute dans un dispositif ExAO et on mesure les variations d’O2 et de CO2 dans les cuves. On observe que la teneur en CO2 de l’air de la cuve augmente et que la teneur en O2 de l’air de la cuve diminue, ce peu importe la présence ou non de lumière. Cela met en évidence la respiration de la cuscute, cependant il semblerait qu’elle ne fasse pas de photosynthèse, car dans le cas contraire nous aurions observé une différence dans les teneurs en O2 et de CO2 dans les cuves.

Le document 2 nous permet de comprendre de quelle manière la cuscute obtient le carbone dont elle a besoin pour son métabolisme cellulaire. L’expérience montre un plant de luzerne placé quelques heures dans une enceinte avec un air contenant du CO2 radioactif. Ensuite on le place dans une enceinte avec un air normal et on fixe de la cuscute sur le plant. On mesure la concentration en sucre radioactif dans la cuscute sur les quelques jours suivant la fixation. On constate que plus la cuscute est restée fixée longtemps à la luzerne, plus elle contient de sucres radioactifs (5 U.A après 4 jours, 77 U.A après 14 jours). Rappelons que les sucres sont normalement obtenus lors de la photosynthèse, ici comme la cuscute ne photosynthétise pas, elle parasite la luzerne pour obtenir le sucre qui lui manque.


La cuscute est bien une plante mais pourtant elle ne fait pas de photosynthèse et à la place elle parasite d’autres végétaux. Pourquoi ne fait-elle pas sa propre photosynthèse ?


Le document 1 nous présente les résultats d’une chromatographie. Cela permet de décomposer, sur du papier à chromatographie, les différents pigments contenus dans une solution (ici, dans un végétal). On observe que la luzerne possède 4 pigments différents : de la chlorophylle b, de la chlorophylle a, des xanthophylles et des caroténoïdes. En revanche, lorsqu’on fait la chromatographie de la cuscute, il n’y a aucun pigment sur le papier. L’absence de chlorophylle chez la cuscute explique le fait qu’elle ne soit pas capable de photosynthétiser et qu’elle soit obligée de parasiter un autre végétal pour obtenir du sucre.


En conclusion, la cuscute est un végétal sans chlorophylle, ne pouvant pas faire de photosynthèse, cela explique son caractère parasitaire. L’amitrole est un herbicide qui agit en détruisant la chlorophylle des végétaux, provoquant ainsi la baisse de l’activité photosynthétique du végétal. La cuscute ne possédant pas de chlorophylle, l’amitrole est donc inefficace sur elle, il faut donc trouver un autre herbicide qui soit plus adapté à la lutte de ce parasite.

Fin de l'extrait

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