Correction SVT (Obligatoire) - Bac S 2017 Washington

Correction SVT (Obligatoire) - Bac S 2017 Washington

Nous mettons à votre disposition le corrigé de SVT du Bac S 2017 de Washington (Amérique du Nord).
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Dans la première partie de l'épreuve, la difficulté était de cibler et de ne parler que de la transmission et l'intégration du message nerveux. Dans la seconde partie sur la convergence lithosphérique, pas de grosse difficulté une fois que le schéma de pli est réalisé. Enfin, l'exercice sur la plante domestiquée était assez simple puisque toutes les informations étaient présentes dans les documents, il fallait donc faire une bonne étude de document.

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Correction SVT (Obligatoire) - Bac S 2017 Washington

Le contenu du document


PARTIE 1

NEURONE ET FIBRE MUSCULAIRE : LA COMMUNICATION NERVEUSE

Exposer l’intégration et la transmission de messages nerveux par un motoneurone.

La difficulté était de cibler et de ne parler que de la transmission et l’intégration du message nerveux. Il y a de nombreux hors-sujets possibles. Ne pas oublier les schémas, plusieurs étaient possibles.


INTRODUCTION

Les nerfs sont constitués de neurones et permettent de communiquer entre les organes et le centre nerveux. Les motoneurones sont des neurones de grande taille, situés dans la substance grise de la moelle épinière et dont l’axone va jusque dans le nerf moteur pour innerver un muscle.

Comment se fait l’intégration et la transmission de messages nerveux par un motoneurone ?

Pour répondre à cela nous allons tout d’abord montrer la transmission des messages via ces motoneurones, puis nous mettrons en évidence le rôle intégrateur des motoneurones.


LA TRANSMISSION DU MESSAGE NERVEUX

Tous les neurones sont constitués de quatre parties : les dendrites, le corps cellulaire, l’axone et la terminaison synaptique (voir figure 1). Les motoneurones sont situés au centre de la moelle épinière, comme de nombreux neurones ils sont connectés à d’autres neurones. Ces connections se font entre les terminaisons synaptiques des neurones et les dendrites du motoneurone, ce petit espace d’échange se nomme une synapse. Le motoneurone reçoit des informations venant des neurones sensitifs (via les nerfs sensitifs), issus du muscle, et des neurones moteurs (via les nerfs moteurs) venant du cortex. Ces messages nerveux sont de nature électrique, cependant, entre deux neurones il y a un espace (20 à 50 nanomètres) nommé la fente synaptique, où le message électrique ne peut être transmis.

Au niveau de la synapse le message nerveux n’est plus de nature électrique mais chimique, grâce à des neurotransmetteurs libérés par le neurone (ex : acétycholine). Lorsque le message nerveux arrive au niveau de la terminaison synaptique, il provoque une exocytose d’un certain nombre de vésicules, libérant des neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Ces derniers 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 membranaire (ou post synaptique) dont l’amplitude varie en fonction de la quantité de neurotransmetteurs reçue. Lorsque le seuil de dépolarisation du neurone est atteint, cela déclenche un potentiel d’action. Pour coder un message d’une amplitude plus importante, il y aura une libération plus importante de neurotransmetteurs dans la fente.


Figure 2 : Schéma d’une synapse


L’INTEGRATION DU MESSAGE NERVEUX

Un neurone peut recevoir des messages de nombreuses synapses, certaines sont inhibitrices et d’autres sont excitatrices. Les synapses inhibitrices diminuent l’activité du motoneurone alors que les excitatrices vont favoriser la naissance de messages nerveux. Le motoneurone doit donc intégrer les informations reçues, même si certaines s’opposent. Pour cela il doit en faire la somme, qu’elle soit spatiale : arrivant en même temps de plusieurs synapses, ou temporelle : arrivant d’un même neurone mais de façon rapprochée. Si la somme de ces messages est suffisante, le seuil de dépolarisation est atteint et un train de potentiel d’action est émis de l’axone au muscle (voir figure 3), dans le cas contraire, le neurone reste au repos.


Figure 3 : Schéma bilan de l’intégration d’un message nerveux


CONCLUSION

Les messages nerveux se transmettent de neurones en neurones via les synapses. A cet endroit le message devient chimique et est transmis par des neurotransmetteurs. Le motoneurone reçoit donc plusieurs informations en même temps sous forme de potentiels post synaptiques qui peuvent être excitateurs ou inhibiteurs. Il va ensuite devoir faire la somme de toutes ces informations pour déclencher, ou non, un potentiel d’action en direction du muscle.

Les messages passent du muscle jusqu’au motoneurone et inversement, mais que se passe-t-il réellement dans notre cerveau lorsque nous contractons nos muscles pour prendre un objet par exemple ?


PARTIE 2 - EXERCICE 1

LA CONVERGENCE LITHOSPHERIQUE

À partir des données du document, représenter à l’aide de schémas légendés les différents mécanismes géologiques qui se sont succédés pour aboutir à cet affleurement.


Pas de grosse difficulté, une fois qu’un schéma de pli est réalisé, il est assez simple de comprendre ce qui a pu se passer sur la côte Basque. Ne pas oublier de parler de l’érosion marine (et pas uniquement éolienne).


La convergence lithosphérique correspond au mouvement convergent de deux plaques lithosphériques l’une vers l’autre, entrainant une collision. La collision de deux lithosphères continentales entraine la formation de chaine de montagnes. En fonction des roches qui entrent en collision, soit il y des failles, correspondant à des ruptures de la roche (on parle aussi de déformation cassante), soit la roche se « tord », sans se casser et forme ainsi des plis (on parle de déformation plastique). Selon le mouvement compressif, les plis peuvent être droits, déjetés ou déversés (voir schéma 1).

 

Schéma des différents types de plis, suite à un mouvement compressif


Sur la photo du document, la structure géologique est un pli déversé ayant été façonné durant la formation des Pyrénées (de -80 Ma à -40 Ma), car on se situe sur la côte Basque, au nord de Saint-Jean-de-Luz. Nous savons également qu’il est constitué de roches sédimentaires et sa particularité est que la roche à l’affleurement est plus ancienne que la formation des Pyrénées (-89 Ma). Pour expliquer cela il faut reprendre le schéma avec les plis déversés et prendre en compte l’érosion qu’il y a pu y avoir depuis la formation de la chaine de montagnes (voir schéma 2).


Schéma de plis déversés ayant subi l’érosion depuis 40 Ma.


Sur ce schéma on peut voir que l’érosion de la roche sédimentaire à mis à l’affleurement des roches très anciennes situées dans les anticlinaux, lors de la formation des Pyrénées, cette roche était en profondeur. L’érosion subit par ces roches est double : il y a une première érosion de type éolienne, causée par le vent et les précipitations naturelles, et une érosion de type marine (puisque dans le document on nous parle de crique) causée par les vagues et les marées. Tout cela a provoqué l’érosion des roches les plus superficielles (et aussi les plus récentes), pour laisser à l’affleurement cette roche bien plus ancienne.


PARTIE 2 - EXERCICE 2 (OBLIGATOIRE)

LA PLANTE DOMESTIQUEE

À partir de l’étude des documents proposés et les connaissances, expliquer les étapes de l’obtention de cette variété de blé tendre facilement récoltable et résistant à l’oïdium.


Il fallait faire une bonne étude de document et se souvenir des termes exactes : Doc 1 Polyploïdisation, Doc 3-4 Génie génétique ou modification génétique. Toutes les infos étaient dans les documents.


La domestication du blé, au fil du temps, par l’Homme a permis l’apparition de variétés avec un phénotype différent du blé sauvage d’origine. Cette domestication a pour objectif d’obtenir une plante avec un meilleur rendement et de meilleure qualité. Quelles sont les différentes étapes permettant d’obtenir une variété de blé tendre, facilement récoltable, et qui soit résistante à l’oïdium ?


Le document 2 nous apprend que les caractères présents chez le blé domestiqué (épi indéhiscent, rachis ne se désarticulant pas) sont portés par le gène Q présent sur le 5ème chromosome. Le blé tendre possède 3 copies de ce gène porté par les génomes A, B et D. En observant le document 1 on retrouve ces génomes chez les différentes variétés de blé au cours du temps. L’histoire de l’évolution du blé nous montre qu’il y a 500 000 ans, il y a eu polyploïdisation entre deux blés sauvages, l’un possédant le génome AA et l’autre le génome BB. Cette polyploïdisation a permis le doublement des chromosomes chez la nouvelle variété obtenue. De plus, cette dernière possède à son tour l’addition des deux génomes, soit AABB. Au cours du temps, ce blé sauvage est devenu un blé cultivé car intéressant en termes de production, il en existe d’ailleurs toujours de nombreuses variétés. Mais, il y a 9000 ans, il a également pu faire une nouvelle polyploïdisation avec un blé sauvage possédant le génome DD. Les 28 chromosomes du blé cultivé se sont ajoutés aux 14 du blé sauvage pour donner une nouvelle variété à 42 chromosomes dont le génome AABBDD. A partir ce celui-là il a également été possible d’en obtenir de nombreuses variétés. On retrouve donc les génomes A, B et D présents dans le doc 2 et expliquant le phénotype du blé tendre, facilement récoltable. Ce phénotype a donc été obtenu par polyploïdisation.

Ce blé tendre a pu être rendu résistant à un champignon parasite (l’oïdium) grâce à une méthode récemment découverte : CRISPR-Cas9. Cette méthode est une technique de génie génétique, c’est-à-dire une modification du génome, en mutant, activant ou inhibant certains gènes. Le document 4 explique que naturellement, le blé tendre possède un gène qui inhibe ses défenses naturelles. Cette nouvelle méthode va donc agir en mutant ce gène dans l’objectif de laisser le blé se défendre seul contre l’oïdium. Les résultats du tableau confirment cela : dans le premier cas le gène n’a pas été muté et le blé est sensible à ce champignon, dans le second cas, le gène a été muté et le blé est résistant au champignon. Cette expérience montre que l’Homme a su exploiter les techniques nouvelles de génie génétique pour rendre une plante résistante à un parasite. 

Il est donc possible d’obtenir une nouvelle variété de blé tendre en réalisant (ou en laissant la nature le faire) de la polyploïdisation entre des variétés de blés sauvages. Cela permet l’accumulation de chromosomes et donc la possibilité d’avoir plus de gènes d’intérêts (ex : gène Q). De plus, il est possible de modifier génétiquement le blé pour muter un gène inhibant ses défenses naturelles et le rendre ainsi capable de résister seul à l’oïdium.

Fin de l'extrait

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