Corrigé Spé SVT - Bac S Métropole 2016

Corrigé Spé SVT - Bac S Métropole 2016

Nous vous proposons le corrigé de Spé SVT du Bac S 2016.

Notre professeur de SVT a répondu à toutes les questions des exercices obligatoires et de spécialité afin que vous puissiez facilement vous évaluer.

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Corrigé Spé SVT - Bac S Métropole 2016

Le contenu du document

 

PARTIE 1

LES RELATIONS ENTRE ORGANISATION ET MODE DE VIE, RESULTAT DE L’EVOLUTION : L’EXEMPLE DE LA VIE FIXEE CHEZ LES PLANTES.

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.

Introduction

Contrairement aux animaux, les végétaux n’ont pas la possibilité de se déplacer pour chercher leur nourriture ou se protéger (de l’environnement ou des prédateurs). Les végétaux sont ancrés dans le sol à l’aide de leurs racines et possèdent tiges, feuilles et fleurs qui sont (le plus souvent) dans le milieu aérien.

Comment la plante, ayant un mode de vie fixée, a-t-elle développé les échanges nutritifs internes et externes ?

Nous allons, dans un premier temps, présenter les organes souterrains présents chez une plante ainsi que leurs rôles, ensuite nous présenterons les organes aériens et leurs rôles également.

Les organes souterrains : les racines

Le rôle majeur des racines est de prélever les sels minéraux et l’eau présents dans le sol (cf schéma bilan). Elles sont très longues, fines, avec beaucoup de ramifications et de poils absorbants ce qui leur confère une surface d’échange extrêmement importante. Les racines peuvent ainsi prélever en grande quantité l’eau et les minéraux essentiels à la photosynthèse et donc à la croissance de la plante.

Les racines permettent la formation de la sève brute, elle contient de l’eau et des ions minéraux. Cette sève est envoyée dans le reste de la plante par des vaisseaux de xylème qui sont constitués de cellules lignifiées (= cellules mortes), lorsqu’on colore une coupe de tige/racine/feuille ils apparaissent de couleur verte.

Les organes aériens : les feuilles

Les rôles des feuilles sont surtout de pouvoir faire des échanges gazeux entre la plante et l’atmosphère (O2, CO2 ou encore vapeur d’eau), permettant ainsi de réaliser la photosynthèse. La photosynthèse consiste à produire de la matière organique utilisable par la plante mais ce n’est possible qu’en présence de lumière (cf schéma bilan). La plante va développer de nombreuses feuilles pour lui permettre d’avoir une surface d’échange très importante. Les feuilles peuvent être de toutes formes, mais lorsqu’on réalise une coupe et qu’on l’observe au microscope on observe une couche de cellules épidermique sur la partie supérieure de la feuille et une autre couche sur la partie inférieure de la feuille.

Entre ces couches, on retrouve des cellules de parenchyme palissadique qui contiennent de nombreux chloroplastes (lieu de la réalisation de la photosynthèse) et des cellules de parenchyme lacuneux qui communique avec l’extérieur via les stomates. Ces derniers sont situés sur la couche d’épiderme inférieur. Ils permettent la captation de lumière et de dioxyde de carbone, ainsi que la libération de dioxygène et de vapeur d’eau par la plante. Ils ne s’ouvrent que lorsque les conditions de lumière et d’humidité sont optimales pour éviter le dessèchement de la plante.

 

Equation bilan de la photosynthèse :

6CO2 (via les feuilles) + 6H2O (via les racines) -> C6H12O6 (stocké ou utilisé) + 6O2 (via les feuilles)

 

La feuille permet de modifier la sève brute en sève élaborée (contenant des sucres et des acides aminés) grâce à la photosynthèse. Cette sève est ensuite envoyée à toute la plante pour être distribuée aux organes, pour cela elle passe dans des vaisseaux de phloème constitués de cellules avec une paroi en cellulose (=cellule vivante). Lorsqu’on les colore ces dernières ont une couleur rose.

Schéma bilan

Schéma bilan de l’organisation d’une plante et des échanges réalisés entre les organes et le milieu extérieur.

Conclusion

La plante a développé des organes (racines, feuilles) qui ont une structure particulière et qui lui permette de se nourrir tout en restant fixée. Les racines et les feuilles sont indispensables pour les échanges entre la plante et son environnement, et la tige permet son maintien ainsi que le passage des sèves dans tout l’organisme.

Etant fixées, de nombreuses plantes ont dû développer des moyens de défense face à l’environnement (résister à la dessiccation, la salinisation...) ou face à un prédateur. Cela montre que les plantes sont capables de développer des structures adaptées à leur mode de vie fixée.

 

QCM

1 – La collaboration plante-animal :

C : s’exerce lors de la pollinisation et de la dispersion des graines.

2 – Les variétés hybrides :

B : combinent des caractères agronomiques des deux parents.

3 – Les plantes OGM sont le résultat de : D : génie-génétique.

 

 

PARTIE 2

EXERCICE 1 : LE MAGMATISME EN ZONE DE SUBDUCTION.

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 .

Introduction

Sur l’île de Sumatra, le Sinabung est un volcan explosif actif, sa dernière éruption date du 1er février 2014. Nous cherchons à savoir quel est le contexte géodynamique au niveau de l’île de Sumatra, ainsi que la nature de la roche produite par le Sinabung.

Le contexte géodynamique au niveau de Sumatra correspond à une zone de subduction, en effet, le document 1 montre un chevauchement de la plaque Eurasie et de la plaque Inde- Australie ainsi que la présence d’une fosse à la limite de ce chevauchement. De plus on observe également un arc volcanique tout le long de Sumatra, caractéristique d’une zone de subduction.

Les roches du volcan Sinabung contiennent d’après le document 2 du feldspath, des plagioclases, des pyroxènes ou encore des amphiboles. Ces minéraux observés au microscope sont ceux que l’on retrouve dans des andésites. D’après le tableau, cette roche contient 55.9% de silice, soit plus que dans un basalte. La roche du volcan Sinabung est donc bien une andésite. Il s’agit d’une roche magmatique et plus précisément volcanique, caractéristique des zones de subduction. SRon refroidissement rapide en surface lui donne une structure microlithique et permet la présence de verre (partie non minéralisée).

Conclusion

Le volcan de Sinabung situé sur l’île de Sumatra est un volcan typique de zone de la subduction faite entre la plaque Eurasie et la plaque Inde-Australie. De plus les roches qu’il produit sont roches caractéristiques des volcans en zone de subduction comme des andésites.

 

PARTIE 2

EXERCICE 2 (SPECIALITE) : ENERGIE ET CELLULES VIVANTES.

Introduction

L’intérieur des cellules contient plus d’ions K+ que d’ions Na+, pour le milieu extérieur c’est l’inverse. Ce qui permet d’avoir un potentiel de repos de -70mV. Cependant les mouvements ioniques ont tendance à rééquilibrer cette différence de concentration. Comment, dans une cellule nerveuse, les différences de concentrations en K+ et en Na+ arrivent-elles à rester stables ?

Le document 1 montre comment fonctionne une pompe sodium-potassium. Ces pompes se trouvent au niveau des cellules et permettent la sortie des ions Na+ et l’entrée des ions K+. Cet échange est d’un rapport de : 3 Na+ sortant pour 2 K+ entrant. On observe sur le document que cet échange est possible grâce à l’hydrolyse de l’ATP. D’après le tableau lorsqu’on bloque cette hydrolyse, les concentrations de Na+ et de K+ changent pour s’équilibrer : on passe de 18mmol/L de Na+ à 75 et de 180mmol/L de K+ à 83. L’ATP serait donc le responsable du maintien des concentrations de Na+ et de K+ dans les cellules nerveuses.

Le document 2 présente les effets du cyanure sur la consommation en dioxygène d’un neurone. Dès l’ajout de cyanure, le dioxygène du milieu de culture ne diminue plus, ce qui signifie que le neurone ne consomme plus de dioxygène (il a donc stoppé sa respiration). Si le neurone ne consomme plus de dioxygène, la production d’ATP sera interrompue, entrainant ainsi une rééquilibration des ions Na+ et K+ dans la cellule. Le cyanure impacte le neurone car il peut facilement traverser sa membrane. Nous avons vu que dès l’ajout de cyanure le neurone ne respirait plus, ce qui signifie qu’il n’y a plus d’échange de Na+ et de K+ au niveau de la cellule. On constate sur le document 3, que lors d’ajout d’ATP, dans le neurone, les ions Na+ étaient plus rapides à sortir, la pompe sodium-potassium fonctionne à nouveau mais faiblement. La concentration d’ATP à également un impact sur la vitesse de sortie des ions Na+. Lors d’une injection d’ATP très concentré (6.2mmol/L), la vitesse de sortie des ions Na+ est multipliée par 2 par rapport à une injection peu concentrée en ATP (1.2mmol/L). De plus l’ATP doit être ajouté dans le neurone même et pas dans le milieu de culture sinon cela n’a aucun impact. Ce document nous permet donc de confirmer le rôle de l’ATP dans le maintien des différences de concentrations de Na+ et K+ dans la cellule.

Le document 4 s’intéresse au milieu de culture de la cellule : avec glucose ou avec pyruvate la concentration intracellulaire en ions Na+ et K+ est normale (c'est-à-dire déséquilibré). En revanche dans un milieu sans glucose ou avec du glucose et un inhibiteur de la glycolyse, la concentration intracellulaire s’équilibre, elle est identique à celle qu’on pourrait obtenir lorsqu’on empêche l’hydrolyse de l’ATP (doc1). Pourtant pour le milieu avec pyruvate et inhibiteur de glycolyse les résultats sont normaux. Ceci s’explique par le fait que le pyruvate est le produit final de la glycolyse, donc l’inhibiteur ne sert plus à rien en sa présence. Cela montre que ces cellules ont besoin de pyruvate dans le milieu de culture. Ce document permet également de montrer que la composition du milieu dans lequel se trouvent les cellules nerveuses est aussi important pour le maintien de la concentration de Na+ et de K+.

Conclusion

Les mécanismes énergétiques qui permettent le maintien des différences de concentrations de Na+ et de K+ dans une cellule nerveuse sont la possibilité, pour la cellule, d’hydrolyser de l’ATP, mais aussi d’avoir du pyruvate dans le milieu extracellulaire (ou du glucose avec la possibilité de faire de la glycolyse pour obtenir du pyruvate).

Fin de l'extrait

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