Correction SVT (Obligatoire) - Bac S 2017

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Notre professeur vous propose son corrigé de l'épreuve de SVT (Obligatoire) du Bac S 2017. Pour rappel, les thèmes abordés dans le sujet étaient la communication nerveuse (neurone et fibre musculaire), la génétique, et le domaine continental et sa dynamique.

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PARTIE 1 : NEURONE ET FIBRE MUSCULAIRE : LA COMMUNICATION NERVEUSE

Expliquer les mécanismes nerveux aboutissant à un mouvement volontaire, incluant le fonctionnement de la synapse neuromusculaire.

INTRODUCTION

Il est possible de bouger certaines parties de notre corps suite à des réflexes myotatiques, c’est-à-dire la contraction d’un muscle en réponse à son étirement. Par exemple lorsqu’on subit un petit coup sous le genou. Cependant lorsqu’on décide de faire certains mouvements comme se lever, marcher, lever un bras… ce sont des mouvements volontaires et les mécanismes nerveux sont différents.

Comment les mouvements volontaires sont-ils contrôlés par des mécanismes nerveux ?

Nous allons répondre à cela en présentant les mécanismes nerveux à l’origine des mouvements volontaires, puis nous expliquerons plus en détails le fonctionnement des synapses neuromusculaires.

 

I. LES MECANISMES NERVEUX A L’ORIGINE DES MOUVEMENTS VOLONTAIRES

Suite à de nombreuses IRM (Imagerie par Résonnance Magnétique) fonctionnelles, il a été possible de cibler des zones dans le cerveau, spécialisées par le contrôle des mouvements volontaires. Ces zones motrices sont situées dans le cortex moteur, il est le même chez tous les individus, il est situé sur la partie supérieur du cerveau, à la limite entre le lobe frontal et pariétal. Cette zone permet la motricité du corps et certaines aires sont plus grandes car elles correspondent à des parties douées de capacités motrices importantes (ex : visage et mains).

Les messages nerveux partant du cerveau pour aller jusque dans les muscles pour provoquer un mouvement sont nommés : messages nerveux moteurs. Ils partent du cortex moteur, passent dans la moelle épinière puis font des connections avec des motoneurones qu’ils vont stimuler. Les neurones se croisent dans le bulbe rachidien, ce qui signifie que l’hémisphère gauche contrôle la partie droite du corps et inversement, on parle de controlatéralité (voir figure 1). Les neurones avec un message moteur du cortex vont établir des synapses avec les motoneurones de la moelle épinière. La synapse est l’espace (20 à 50 nanomètres) entre deux neurones, où le message électrique devient chimique.

Le motoneurone doit ensuite intégrer toutes les informations qu’il a reçu du cortex moteur, certains messages sont inhibiteurs alors que d’autres sont excitateurs, on parle alors de PPSI (potentiel post synaptique inhibiteur) et de PPSE (potentiel post synaptique excitateur). Il va faire la somme des messages : spatiaux : arrivant en même temps de plusieurs synapses, ou temporels : arrivant d’un même neurone mais de façon rapprochée. Si la somme de ces messages est insuffisante, le neurone reste au repos. Dans le cas contraire, le seuil de dépolarisation est atteint et un train de potentiel d’action est émis de l’axone jusqu’au muscle, permettant un mouvement volontaire de ce dernier.

 

II. LE FONCTIONNEMENT D’UNE SYNAPSE NEUROMUSCULAIRE

Nous avons vu que les messages nerveux passent de neurones en neurones, ces messages sont de nature électrique dans les neurones mais entre les deux ils deviennent de nature chimique. En effet, il y a une fente synaptique qui sépare les membranes des deux neurones. Ce fonctionnement est le même lors d’un message entre un neurone et un motoneurone. Lorsque le message nerveux arrive au niveau de la terminaison synaptique, il provoque l’exocytose d’un certain nombre de vésicules, libérant des neurotransmetteurs dans la fente synaptique, qui vont se fixer sur des récepteurs spécifiques de la membrane post synaptique, déclenchant un nouveau message électrique dans le neurone post synaptique (voir figure 2). La fixation des molécules aux récepteurs provoque un changement du potentiel synaptique (PPSE ou PPSI) dont l’amplitude varie en fonction de la quantité de neurotransmetteurs reçue. Lorsque le seuil de dépolarisation du neurone musculaire est atteint, cela déclenche un potentiel d’action. 

 

CONCLUSION

Un mouvement volontaire est contrôlé par le cortex moteur qui envoie un message nerveux, via les neurones, dans la moelle épinière pour arriver jusqu’au motoneurone, qui va envoyer un message jusqu’aux muscles. Ce trajet a des particularités : au niveau du bulbe rachidien, il y a un croisement des neurones venant des hémisphères gauche et droite, provoquant une commande controlatérale des mouvements volontaires. De plus entre un neurone et un motoneurone, il y a une synapse neuromusculaire, où le message est de nature chimique et non plus électrique.

Maintenant que nous savons le fonctionnement de la commande d’un mouvement volontaire, nous pouvons nous demander comment certains accidents peuvent perturber ce fonctionnement, au point d’entrainer des paralysies.

 

PARTIE 2

EXERCICE 1 : GENETIQUE ET EVOLUTION

1. La transpiration des feuilles de stage 1 d’Arabidopsis thaliana :

a. Est supérieure à celle des feuilles de stade 3 et indépendante des conditions d’humidité de l’air

b. Est inférieure à celle des feuilles de stade 3 et indépendante des conditions d’humidité de l’air

c. Est supérieure à celle des feuilles de stade 3 et dépend des conditions d’humidité de l’air

d. Est inférieure à celle des feuilles de stade 3 et dépend des conditions d’humidité de l’air

D’après le doc 2, on voit que la transpiration foliaire est plus importante au stade 1 qu’au stade 3. De plus on observe qu’elle est proche de 100% lorsque l’air est sec alors qu’elle n’est que de 80% lorsque l’air est normal.

 

2. L’acide abscissique :

a. Diminue la transpiration foliaire d’autant plus fortement que l’air est sec

b. Diminue la transpiration foliaire d’autant plus fortement que l’air est humide

c. Augmente la transpiration foliaire d’autant plus fortement que l’air est sec

d. Diminue la transpiration foliaire d’autant plus fortement que l’air est sec

Dans le doc 2 on observe qu’avec ajout d’ABA la transpiration foliaire est plus faible, cette différence est encore plus visible entre 2 plantes soumises à un air sec.

 

3. En se développant, les feuilles d’Arabidopsis thaliana :

a. Sont soumises à un air plus sec et deviennent plus sensibles à l’acide abscissique, réduisant ainsi leur transpiration foliaire.

b. Sont soumises à un air plus sec et deviennent plus sensibles à l’acide abscissique, augmentant ainsi leur transpiration foliaire.

c. Sont soumises à un air plus sec et deviennent moins sensibles à l’acide abscissique, augmentant ainsi leur transpiration foliaire.

d. Sont soumises à un air moins sec et deviennent plus sensibles à l’acide abscissique, réduisant ainsi leur transpiration foliaire.

D’après le doc 1, on voit que le centre de la rosette (stade 1) a une humidité supérieure à l’air ambiant, alors qu’en s’éloignant du centre (stade 2 et 3), les feuilles sont seulement à l’air ambiant (donc plus sec qu’au stade 1). De plus, le doc 2 nous montre que l’ABA est plus efficace sur les feuilles de stade 2 et 3 que sur les feuilles de stade 1.

 

EXERCICE 2 (OBLIGATOIRE) : LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE

En utilisant les informations des documents et les connaissances, montrer que les roches de la région de Gavarnie témoignent de transformations en profondeur et expliquer l’origine du granite de Gèdre.

 

La région de Gavarnie se situe dans les Pyrénées, cette zone a subi de nombreuses contraintes tectoniques suite à la formation de la chaine de montagnes. Ces contraintes de compression ont pu transformer certaines roches. 

Comment les roches de la région de Gavarnie témoignent-elles de transformation en profondeur ? Comment a été formé le granite de Gèdre ?

Pour répondre à ces questions nous allons d’abord montrer les transformations subies par les roches de Gavarnie, puis nous expliquerons la formation du granite de Gèdre.

 

Nous savons, avec l’aide du document 1, que la région de Gavarnie est constituée de nombreuses roches, il y a des micaschistes à sillimanite + andalousite, des gneiss à sillimanite + feldspath alcalin, du granite, de la migmatite et des roches sédimentaires. Nous savons que certaines roches ont subis des transformations, comme le gneiss ou le micaschiste, qui sont des roches métamorphiques. D’après le document 3, la formation d’un micaschiste se fait à faible profondeur (moins de 10km), alors qu’un gneiss à sillimanite et feldspath alcalin se forme à une profondeur assez importante (à partir de 30 km). Cela montre une transformation de certaines roches en profondeur.

Ensuite nous avons la présence de migmatite dans le cirque d’Estaubé, d’après le document 2, cette roche a une composition minéralogique particulière qui se fait en « couche ». On observe des couches de leucosomes, c’est-à-dire où les minéraux clairs (quartz, feldspaths) sont en grandes quantités et ils ont cristallisé suite à une fusion partielle. Les couches de mélanosomes sont très foncées, car constituées de minéraux sombres (biotite, cordiérite). Ces derniers correspondent aux résidus non-fondus suite à une fusion partielle. On observe d’ailleurs la présence de traces de déformation. Et entre ces deux couches se trouve du mésosome, c’est une couche contenant des minéraux clairs et sombres, où la séparation entre le liquide et la portion non-fondu est incomplète. Cette couche est donc naturellement présente entre le leucosome et le mélanosome. La migmatite résulte d’un début de fusion partielle, dans les parties profondes des chaines de collision (comme ici pour la formation des Pyrénées). 

La présence de certaines roches, comme des gneiss, ou encore des migmatites nous permet de prouver que la transformation de ces roches a pu se faire en profondeur.

 

Pour expliquer la présence et l’origine du granite de Gèdre, il faut d’abord savoir s’il s’agit d’un granite d’origine crustale ou mantellique. Pour cela nous avons le document 4 qui est une photo d’une lame de granite de Gèdre, sur laquelle nous pouvons observer des minéraux tels que : de la biotite, des feldspaths alcalins ou encore de la cordiérite en plus des feldspaths plagioclases et du quartz habituels au granite. Ces minéraux nous permettent de déterminer l’origine du magma ayant formé ce granite en nous aidant du document 5. La présence de biotite, des feldspaths alcalins et de cordiérite, nous permet d’affirmer que le granite de Gèdre est d’origine crustale.

De plus il n’y a ni amphibole, ni pyroxène dans l’échantillon observé, ce qui permet d’éliminer l’hypothèse d’une origine mantellique.

Pour expliquer la présence d’un granite crustal dans la région de Gavarnie, il faut comprendre sa formation. Un granite peut être formé suite à une fusion partielle de la croûte continentale, sans aucun apport venant du manteau. Cette fusion peut se faire dans des zones orogéniques par l’enfoncement de portion de croûte continentale comme lors d’une collision. L’autre indice permettant de valider cette hypothèse est la présence en surface de migmatites à proximité des zones de granites. D’après le doc 1 il y a bien des zones de migmatites et des zones granitiques à l’affleurement et à proximité. Cela nous permet donc de valider l’origine crustale du granite de Gèdre. De plus, le granite et la migmatite se forment dans les parties profondes des chaînes de montagnes, ce qui valide à nouveau les transformations de roches en profondeur à Gavarnie.

 

Nous pouvons donc conclure que les roches de la région de Gavarnie se sont formées en profondeur et que le granite de Gèdre est d’origine crustale. Ces affirmations ont pu être faites grâce aux roches présentes dans la région, et surtout grâce aux minéraux qu’elles contiennent.

Fin de l'extrait

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Les avis sur ce document

claire2509
5 5 0
20/20

Hello sko !

En effet notre prof s'est trompée de schéma, l'erreur a été corrigée :)

Merci pour votre message, à bientôt !

par - le 23/06/2017
sko
5 5 0
20/20

Très bon corrigé. Merci! Mais ce n'est pas le schéma d'une synapse neuromusculaire.

par - le 22/06/2017

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