Sujet de Pondichery

PARTIE 1

Principales notions attendues Points
Rôle dans la mise en place du sexe phénotypique au cours du développement. :
 -Au cours du déve.1oppement précoce, le mammifère mâle passe du stade "gonades indifférenciées (pas de sécrétion de testostérone) au stade « gonades différenciées en testicules » : les testicules commencent à sécréter de la testostérone.
-Sous l'action de la testostérone, le phénotype sexuel mâle se met en place; maintien et développement des canaux de Wolff, développement des organes génitaux externes.
-A la puberté, sous l'effet de1a testostérone, 1'appareil reproducteur devient fonctionnel (production de spermatozoïdes) et les caractères sexuels secondaires sont acquis.		 2,5
Rôle dans le maintien de la fonctionnalité de l'appareil sexuel chez l'adulte:
-Les testicules produisent de la testostérone de manière continue de la puberté jusqu'à la fin de la vie.
-L'homéostat de la testostéronémie est indispensable à la fonctionnalité de l'appareil sexuel mâle.
-La sécrétion de testostérone est déterminée par la production continue des gonadostimulines hypophysaires FSH et LH, induite par la sécrétion pulsatile de la GnRH hypothalamique.
-La testostéronémie est détectée en permanence par le CHH. La testostérone exerce sur le CHH une rétroaction négative. Ainsi, la testostéronémie est constante.		 3
Rôle dans l'expression du comportement sexuel:
-Chez .les mammifères mâles non hominidés, le comportement de rut est dépendant de la sécrétion de testostérone.
-Le comportement sexuel de l'homme est partiellement dissocié de son activité hormonale.		 1
Schéma; sur la régulation de la testostéronémie ou sur le rôle de la testostérone dans la mise en place du sexe phénotypique.
-contenu
-soin et réalisation
1
1
●Présence d'une introduction, comprenant les parties suivantes:
-présentation du thème scientifique et positionnement du sujet dans ce thème; mise en place et maintien de la fonction de reproduction chez les mammifères mâles.
-définition des rennes clés (sans anticiper sur le développement) : testostérone,acquisition du phénotype sexuel, fonctionnalité de l'appareil sexuel, ...
-formulation de problème(s) en relation directe avec le sujet posé: quels sont les rôles de la testostérone dans la fonction de reproduction chez les mammifères mâles?
- annonce du plan.
●Développement structuré, au moins par l'individualisation de paragraphes, (éventuellement de phrases de liaison). Les titres ou explications doivent faire référence au problème posé dans le sujet, et non à une restitution théorique de parties du cours.
●Présence d'une conclusion comprenant les parties suivantes:
- résumé de .la réponse fournie au problème posé par le sujet: la testostérone intervient à trois niveaux pour permettre la reproduction...
- signification des faits étudiés: rôle central de la testostérone pour la reproduction.
- ouverture vers d'autres aspects, scientifiques, humains. sociaux; castration...
- référence à d'autres aspects du thème scientifique, formulation éventuelle de nouveaux problèmes: hormones sexuelles chez la femme.		 1.5

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Partie 2- Exercice 1

Saisie des données Déduction points
Comparaison des séquences: on compte le nombre d'acides aminés différents entre la . séquence humaine d'une part et chacune des séquences animales d'autre part.
Homme/Manchot : 8 différences
Homme/Chimpanzé: 0 différences
Homme/Tortue : 10 différences
Homme/Kangourou : 4 différences

 

 

 

 

 

  

 

 

 

Plus la séquence d'un vertébré est différente de la séquence humaine, plus la parenté avec l'Homme est éloignée .(divergence ancienne des lignées à partir d'un ancêtre commun).
On peut donc ranger les vertébrés étudiés selon leur degré de parenté avec l'Homme:
1.Chimpanzé (parenté la plus proche)
2. Kangourou
.3. Manchot
4. Tortue (parenté la plus éloignée) .

 2

 

 

 

2

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Partie2 Exercice 2

Principales notions attendues Points
Document 1 :
-Avant -65 Ma: les Foraminifères planctoniques sont majoritaires (90%) par rapport aux benthiques. Parmi les planctoniques, les Heterohelicidae et les Globotruncanidae sont présents en proportions équivalentes.
-A -65 Ma : les Foraminifères benthiques deviennent très brièvement majoritaires. Les Globotruncanidae disparaissent totalement et les Heterohelicidae déclinent trèsfortement.
-Après -65 Ma : les Foraminifères planctoniques redeviennent majoritaires, mais avec d'importantes modifications: c'est la famille des Globigerinidae, nouvellement apparue, qui domine.
Document 2 :
-Entre -73 et -69 Ma : les Dinosaures sont variés (21 genres) et les Mammifères absents à Hell Creek.
-Entre -69 et -65 Ma : la diversité des Dinosaures diminue (passage de 21 genres à 0) et celle des Mammifères augmente (passage de 6 à 31 genres).
-Entre -65 et -63 Ma: il n'y a plus de Dinosaures, et la diversité des Mammifères augmente encore.
Bilan sur les documents 1 et 2 : Modifications de la biosphère
Vers -65 M~ des groupes disparaissent: Foraminiferes Globotruncanidae à Bidart (microorganismes, marins), Dinosaures à Hell Creek (organismes de grande taille, terrestres).Ces extinctions qui surviennent brutalement concernent des organismes de tailles variées dans des milieux variés et en des points du g1obe éloignés. Il s'agit donc d'une crise biologique.
Après cette crise, des groupes se diversifient: Foraminifères planctoniques (essor des Globigérinidae et Mammifères.

 

 

1

 

1

 

 

0.5

 

 
Document 3 :
La limite Crétacé-Paléocène est marquée par deux événements géologiques majeurs :
-l'impact de la météorite de Chicxulub (-65 Ma)
-le volcanisme du Deccan (de -64,7 à -65,3 Ma)
Hypothèse pour expliquer les extinctions :
L'impact météoritique et/ou le volcanisme exceptionnel sont à l'origine de la crise biologique mise en évidence à -65 Ma.		  

1.5

 

 
Utilisation des connaissances: Hypothèses pour expliquer les diversifications après la crise C/T:
L'extinction de certains groupes a permis à des groupes survivants de se diversifier grâce à l'occupation des niches laissées vacantes.
-la disparition des Globotruncanidae permet l'essor des Globigerinidae
-.la disparition des Dinosaures permet la diversification des Mammifères		 1.5
Bilan 0.5

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SUJET DE BEYROUTH

PARTIE I
 Pour être certain de ne pas oublier des éléments, le plan le plus évident reprend le déroulement de l'histoire de la région, mais chaque partie devra clairement montrer: les marqueurs géologiques à différentes échelles et pour chacun de ceux ci, quels témoignages ils apportent sur l'histoire de la région. Chaque partie pourra être illustrée de petits schémas très rapides permettant d'appuyer le propos

I- Les marqueurs géologiques témoignent de la présence d'un océan:
- L'ouverture de cet océan: les blocs basculés caractérisés par failles normales => zone de distension = formation d'un rift au sein d'une croûte continentale = témoin du socle et de l'ouverture. schéma de la formation d'un rift
- L'expansion océanique: Les ophiolites: présence des roches caractéristiques d'une lithosphère océanique non subduite
    - basalte (volcanique =>refroidissement rapide)  et Gabbro (plutonique => refroidissement plus lent) (croûte océanique) et péridotite (manteau): ces roches se sont mise en place lors de l'expansion océanique de l'océan Ligure. petit schéma de mise en place d'une croûte océanique au niveau d'une dorsale
    - les roches sédimentaires visibles surtout à l'ouest: importantes strates sédimentaires déposés lors de l'expansion océanique sur le plancher océanique: permet de dater la phase d'expansion océanique schéma de la sédimentation

les trois schéma proposés ci dessus pourront être avantageusement remplacés par un schéma d'un océan reprenant sur les bords les marges passives au centre la dorsale avec forma° de la LO et sédimentation

II La disparition de l'Océan Ligure:
- La Présence de Schistes bleus à glaucophane et d'éclogites à grenat associées aux ophiolites sont des marqueurs d'un métamorphisme de Haute Pression - Basse Température, que l'on rencontre dans les zones de subduction: Ces transformations à l'état solide affectent la croûte océanique subduite: le glaucophane et le grenat sont deux minéraux caractéristique de ces conditions de P et T pour des pressions de + en + elevée et donc un enfoncement de la CO: le glaucophane apparaîtra en premier, puis la jadéite et enfin le grenat = témoins minéralogiques

schéma d'une zone de subduction avec schistes verts; schistes bleus; éclogites

III La collision des deux lithosphère continentales:
Présence de nappes de charriages et de failles inverses caractéristiques de zones de convergences; Présence de nombreux plis dus également à la collision; un épaississement important de la croûte continentale, clairement visible sur les profils sismique avec une racine crustale profonde. Une érosion importante liée à cet épaississement = témoins tectoniques

schéma d'une coupe des alpes avec épaississement charriage; plissement et failles inverses

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Exploitation de documents type 2A
 exploitation de docs dite "sans connaissances" mais où malgré tout on aura besoin de celles-ci.

Les cellules immunitaires prélevées ont au préalables été mises en contact avec l'antigène A.
Au niveau du protocole 1, seuls des lymphocytes B sont présents et en contact avec l'antigène A; donc la sélection par l'antigène a eu lieu, mais on s'aperçoit que seuls 72 plasmocytes sécréteurs d'anticorps anti A ont été obtenus: donc la phase de multiplication des LB sélectionnés et de la phase de différenciation en plasmocytes sécréteurs d'AC n'ont pu se réaliser: les conditions de ces phases n'étaient pas réunies.

Au niveau du protocole 2; des LT sont en contact avec les LB: et le nombre de plasmocytes est décuplé (et plus) Les LT ont donc exercé une action sur la phase de multiplication et de différenciation qui ne s'était pas réalisée dans le protocole 1! Mais cette coopération cellulaire entre LT et LB qui a aboutit à la formation des plasmocytes se fait elle par un contact direct entre LB et LT?

Au niveau du protocole 2; les LT et LB sont présents, mais ne peuvent entrer en contact, puisqu'ils sont séparés par une membrane imperméables au cellules. Cependant; le nombre de plasmocytes obtenus est sensiblement équivalent à celui obtenus dans le protocole 2; Donc cette fois encore, on voit bien qu'il y a eu coopération cellulaire entre LT et LB pour réaliser la phase de multiplication puis différenciation menant à l'obtention de plasmocytes, mais cette fois on peut déduire qu'il n'y a pas contact direct, mais communication moléculaire entre LT et LB: LT synthétise une molécule qui traverse la membrane perméable aux molécules pour atteindre le LB qui en réaction va effectuer multiplication et différenciation

Conclusion: illustre la coopération entre LT4 et LB avec intervention des interleukines

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Exploitation de doc de type 2B
 Le document proposé correspond à un sujet que l'on vous propose habituellement en 2A, et qui va nous amener pour deux gènes à nous demander si ces gènes sont liés ou indépendants. Cette fois le plan cohérent passe par l'utilisation du doc1 pour identifier les gènes se poser les problèmes de dominance avec la génération F1; puis le document 2 pour les problèmes de liaison des gènes

I Les gènes de tomates impliqués:
Dans le document 1, on voit qu'à l'issue du croisement; et lors de l'obtention de F1, on obtient des individus identiques (100%) dont le phénotype est: présence de petits fruits PF et résistants au Fusarium F: [PF, F] ce phénotype doit être lié à deux gènes (il est donc question d'un dihybridisme): l'un responsable de la taille des fruits, et l'autre responsable de la résistance au Fusarium: la présence d'une population 100% homogène prouve que pour chacun de ces gènes, il y a un allèle dominant: petits fruits pour le gène taille des fruits, et l'allèle résistant au fusarium pour le gène resistance.

Si l'on observe le phénotype des parents: la variété A était à gros fruit et non résistante au fusarium [pf, f] son génotype est donc évident puisqu'elle présente les deux caractères recessifs; elle est homozygote; recessive pf//pf; f//f
Pour la variété B: elle présente les caractères dominants: petits fruits et résistant au fusarium [PF, F] mais si l'un des allèles recessif avait été présent dans le génotype de B, alors la génération F1 n'aurait pas été homogène: donc B est également homozygote tout comme A, mais cette fois ci dominant pour les deux gènes: PF//PF; F//F=>

Le génotype de F1 est donc: PF//pf; F//f
variété:                            A                                                                            B
phénotype:                [pf, f]                                                                           [PF,F]
génotype:                    pf//pf; f//f                                                                    PF//PF; F//F
                                homozygote recessif                                                    homozygote dominant

F1
phénotype:                                                            [PF,F]
génotype:                                                                PF//pf; F//f
                                                                            hétérozygote

L'individu F1 a donc été obtenu par séparation de la paire de chromosomes lors de la première division de la meïose des variétés A et B: Cette séparation ayant aboutit à des gamètes identiques puisque les individus étaient homozygotes. Ensuite la fécondation en associant des allèles différents provenant de chacun des parents a créé un nouvel individu hétérozygote. n'oublions pas la question posée liée aux mécanismes génétiques un petit schéma sur la disjonction des chromosomes lors de la meïose et le rétablissement de la diploïdie lors de la fécondation serait le bienvenu!
A la fin de ce document, la question qui reste posée, car ne changeant rien au résultats ci dessus est les deux génes sont ils portés par le même chromosome (= gène liés) ou bien sont ils portés par deux chromosomes différents (= génes indépendants)

II- Les gènes sont ils liés?
Dans le document 2, on propose de répondre à cette question à l'aide d'un test cross. c'est à dire en croisant l'individu F1 avec un homozygote recessif comme l'individu A.
Les résultats obtenus sont de type 25% pour les quatre phénotypes, c'est à dire proche de 250 individus de chaque phénotype. Si les deux gènes avaient été liés, on aurait obtenu une majorité d'individus de phénotypes parentaux [pf,f] et [PF,F] et une minorité de phénotypes recombinés [PF,f] et [pf, F].
Dans ce croisement ce n'est pas le cas, la disjonction des gènes se fait aléatoirement et il n'y a visiblement pas de liaison entre le gène taille des fruits et le gène résistance au champignon.
vous pouvez illustrer le mécanisme par un schéma ou un tableau de croisement. le plus clair serait un schéma indiquant à partir de deux paires de chromosomes, les quatre possibilités de gamètes chez F1 ainsi que l'unique possibilité pour A, puis les quatre fécondations possibles à partir de ces quatre gamètes et les quatre individus ainsi obtenus.

                   gamètes F1
gamétes A		 PF/    F/ PF/      f/ pf/      f/ pf/     F/
pf/     f/ PF//pf    F//f PF//pf    f//f pf//pf    f//f pf//pf   F//f
phénotype F'2  [PF;F]
petits fruits, résistant		 [PF;f]
petits fruits; non résistant		 [pf; f]
gros fruits non résistant		 [pf; F]
gros fruits résistants
probabilité 25% 25% 25% 25%


Conclusion:
Le phénotype intéressant est le quatrième: gros fruits et résistance au fusarium, mais cet individu est toujours hétérozygote du point de vue de la résistance au fusarium, ce qui ne sera pas un problème pour cette génération, mais le serait pour la suivante: il faudra donc à chaque fois renouveler les semences.

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SUJET D'AMÉRIQUE DU NORD

PARTIEI
 Le sujet est très explicite et vous propose un plan qu'il serait idiot de ne pas utiliser: attention intro et conclusion obligatoire donc avec points à la clé!

Introduction:
- de nombreuses crises biologiques depuis que la vie est apparue sur Terre; crise crétacé - tertiaire est la plus populaire car disparition des dinosaures; donc la plus étudiée (à mettre en forme à votre goût)
Problématique: Quels événements peuvent être à l'origine d'une crise biologique?
puis si vous voulez, vous pouvez annoncer le plan

I Les principales modification de la Biosphère à la limite crétacé tertiaire.
Les extinctions massives: biosphère terrestre: disparition totale des dinosaures (faune); diminution importante des Gymnospermes (flore)
Au niveau des écosystèmes marins: des céphalopodes disparaissent: ( les ammonites, ainsi que les bélemnites): au niveau des protozoaires marins: des familles disparaissent tels que les globotruncanidés.

On voit donc qu'à la limite crétacé tertiaire, on assiste à des extinctions massives, parfois brutales, mais avec parfois une diminution qui s'est déroulée sur des milliers d'années.

Des nouvelles espèces qui se diversifient.
La disparition d'espèces libèrent des niches écologiques, et les espèces qui ont survécu à la crise, qui ne subissent plus la pression des espèces disparues vont proliférer puis se diversifier permettant ainsi une évolution rapide:
Ainsi, les mammifères qui étaient limité en taille car étant alors la proie des dinosaures carnivores vont pouvoir conquérir la planète après disparition de leurs prédateurs. On assiste à un phénomène similaire pour les Angiospermes qui remplacent les Gymnospermes. De même les globotruncanidés vont laisser la place aux globigerinidés.

D'un point de vue général, les organismes terrestres semblent plus touchés que les organismes aquatiques. Les organismes de grandes tailles sont plus touchés que ceux de petite taille, et les organismes marins pélagiques plus touchés que les benthiques.

II Des événements géologiques à l'origine des modifications biologiques.
Un phénomène géologique extraterrestre: météorite; Chicxulub ; iridium; quartz choqués; magnétites nickéliféres => disparition rapide d'espèces + hiver nucléaire;

Un phénomène géologique interne:
Intense activité volcanique due à un point chaud, qui serait à l'origine des trapps du Deccan en Inde. Cette éruption qui marque la limite crétacé tertiaire pourrait être à l'origine de la crise biologique.

Conséquence de ces deux phénomènes: changement de l'environnement: lumière; variation de T° et donc variation du niveau des mers. Ces variations auraient été fatales à de nombreuses espèces. et aurait influer sur les chaînes alimentaires.

Conclusion: liaison entre crise biologique et phénomènes géologiques => période d'instabilité s'accompagnant de phases d'évolution majeure: Les deux causes proposées pour la crise biologique sont sans doute combinées.

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Exploitation de document de type 2A:
Dans ce cas, il est impossible d'appliquer ses connaissances directement. deux parties: l'étude cas par cas, puis la modification du phénotype immunitaire à expliquer par un schéma

cobaye A: non immunisé: le cobaye A meurt lorsqu'on lui injecte le microbe responsable de la maladie.
cobaye B: a reçu un antigène atténué, donc ne transmettant pas la maladie, par contre, l'antigène permet au cobaye de développer une défense immunitaire spécifique du bacille de Koch. Lorsque le BK est injecté 15jrs plus tard: le système immunitaire peut éliminer le pathogène: Il a développer une immunité spécifique du BK: Lymphocyte B mémoire; Plasmocytes; Lymphocyte T4 sécréteurs et mémoire et Lymphocytes T cytotoxiques.
Cobaye C: seuls des anticorps ont été injectés (=sérum) puis injection de BK: solution habituellement curative, mais ici, l'immunité humorale via l'injection d'Anticorps ne parvient pas à lutter contre le BK: le cobaye meurt: il n'a pas developper personnellement d'immunité acquise
Cobaye D: les cellules de l'immunité spécifique ont été injectées au cobaye: il peut donc développer à la fois une immunité humorale, via les lymphocytes B et la sécrétion d'anticorps, et une immunité cellulaire via les lymphocytes T cytotoxiques, le tout amplifié par l'intervention des LT4 secrétant les IL => donc le cobaye survit à l'injection de BK
Cobaye E: des lymphocytes B ont été injectés seuls: ils peuvent donc secréter des anticorps: mais ces anticorps secrétés par le LB sont aussi inefficaces que le sérum injecté au cobaye C. Les lymphocytes T semblent indispensables pour lutter contre la maladie.
Cobaye F: Les lymphocytes T sont injectés et l'animal survit: Donc les Anticorps qui sont absents ici, et qui n'avaient pas d'effet chez C et E ne sont pas efficaces. Par contre l'immunité cellulaire, via l'intervention des lymphocytes T cytotoxique est prépondérante pour lutter contre le bacille de Koch, de plus les lymphocytes T4 qui peuvent amplifier la réaction sont présents et peuvent donc sécréter des IL

La vaccination par le BCG est efficace, car elle modifie le phénotype immunitaire en mettant en place une immunité acquise et plus particulièrement une immunité cellulaire

schéma de l'interaction entre LT8 et antigène du BCG = sélection, puis multiplication et différenciation des LT8 en LT cytotoxique avec intervention des LT4 qui secrètent eux mêmes des Interleukines après sélection avec Ag:
vous pouvez indiquer d'une couleur, ce qui relève du génotype et ce qui relève de l'environnement

Phénotype immunitaire post vaccination: LT4 sécréteurs +LT4 mémoire +LT cytotoxiques (tous spécifiques de BK) + (plasmocytes sécréteurs d'AC + lympho B mémoire) mais inefficaces.

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EXPLOITATION DE DOCUMENT DE TYPE 2B:
 Attention, dans ce sujet, ne pas oublier que les saisons ne sont pas les mêmes que celles d'Abidjan. Visiblement ce sujet, au vu de l'intitulé peut être divisé en deux parties: Les stimuli d'origine externe puis les stimuli d'origine interne, en n'oubliant pas de se ménager un temps pour le schéma de synthèse.

I Les stimuli d'origine externe.
Document 1: on observe qu'en hiver (décembre), ou la durée des jours est minimale, il y a augmentation des quantité de gonadostimulines (FSH et LH) circulant pour atteindre un maximum en janvier. Sous l'effet de ces gonadostimulines, on observe une augmentation de la masse des testicules puis de la quantité de testostérone circulant. (voir stimuli interne)
le décalage dans le temps entre durée courte du jour, puis quantité maximale de gonadostimuline, puis masse maximale des testicules et quantité max  de testostérone montre bien les liens entre ces événements:
augmentation durée du jour => augmentation gonadostimulines => augmentation masse des testicules => augmentation testostérone et donc comportement de rut du renard bleu, qui coïncide avec la période d'accouplement  en mars- avril.

Le document 2, nous indique que chez le hamster doré, en décembre, la masse des testicules est minimale, tandis qu'en mars elle est maximale, pour ensuite diminuer lentement.
par contre, si les hamsters sont maintenus en lumière artificielle avec 14h de lumière par journée, les testicules présentent une masse quasiment stable: le stimuli est donc bien lié à la durée du jour, et il semble que ce soit l'augmentation de cette durée du jour après décembre qui provoque l'augmentation de la masse des testicules. L'effet est identique pour le hamster que pour le renard bleu: rut en mars avril.
Le photorécepteur sensible à la lumière du jour étant situé sur la rétine, le message est transmis à l'hypothalamus, via le nerf optique (ainsi que le prouve l'expérience de section des nerfs optiques. L'augmentation de la durée du jour provoquerait donc la libération d'un neurotransmetteur par les neurones du nerf optique, qui stimulerait la sécrétion de GnRH par les neurone hypothalamiques. cette GnRH reçue par les cellules hypophysaires provoquera la libération de gonadostimulines FSH et LH) qui provoquera à son tour l'augmentation de la masse des testicules.

II- Les stimuli d'origine interne.
Dans le document 1, on s'aperçoit que l'augmentation de la quantité circulante de testostérone entre fevrier et avril, est simultanée avec la diminution de gonadostimulines (FSH et LH) On peut donc penser que par rétro contrôle négatif, la testostérone inhibe la sécrétion de FSH et LH.
Dans le document 3, on observe que chez le bélier castré (pas de testicules), les pulses de GnRH sont fréquents, avec une quantité importante de GnRH libérée lors de chaque pulse: et donc une grande quantité de GnRH circulant.
Pour le bélier A, les pulses sont moins fréquents (4x moins) et la quantité libérée est plus faible, et donc une faible quantité de GnRH circulant. La différence entre le Bélier A et le Bélier B correspondant la présence des testicules, on peut donc en déduire que la présence de testicules inhibe la sécrétion hypothalamique de GnRH.
L'injection de testostérone au bélier B rétablissant les conditions de sécrétion de GnRH d'un bélier normal, on peut donc en déduire que c'est la sécrétion de testostérone par les testicules qui inhibent la libération de GnRH.

La concentration de testostérone libérée par les testicules et donc bien un stimuli interne qui module la libération de GnRH par l'Hypothalamus.

Schéma bilan

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AMÉRIQUE DU SUD 2003
PARTIE 1

Éléments de réponse attendus barème
Indication des organes impliqués
- axe hypothalamo -hypophysaire
- testicule=  tube séminifère et cellules de Leydig.

Les hormones impliquées
Les flèches avec indication des effets:
-stimulation et inhibition
-branchement en boucle

7
Les éléments clés d'un système de régulation
- paramètre réglé : concentration en testostérone
- système réglant
- boucle (relation entre capteur et effecteur pour la testostérone)
- capteur -intégrateur et relation par GnRH
- effecteur
- communication hormonale

3

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PARTIE 2
Premier exercice

Éléments de réponse attendus barème
La comparaison de l' arbre phylogénétique et de la matrice doit amener les réflexions suivantes :
- la sardine ne présente aucun des caractères retenus pour la comparaison alors que les autres possèdent
 tous des doigts: une parenté plus proche est donc partagée par les possesseurs de doigts représentés par
les autres animaux  vertébrés regroupés sur l'arbre.
- les êtres vivants présents peuvent ainsi être regroupés selon la nature des caractères partagés: le groupe
des possesseurs de doigts à partir de la mésange et du crocodile, ceux possesseurs de griffes ou d'ongles
à partir du crocodile et de la mésange, les possesseurs de placenta qui allaitent leurs petits à partir du chat
sauvage et ceux qui présentent des ongles plats (homme. gibbon et chimpanzé).
- chaque nouvelle branche porteuse d'un être vivant est justifiée par un nouveau caractère ou un nouvel
état d'un caractère (cas des griffes et des ongles).
- l'absence de données supplémentaires ne permet pas de préciser les degrés de parenté entre le gibbon, l'homme et le chimpanzé.,

Remarque : un schéma annoté {arbre phylogénétique légendé et complété par exemple) peut remplacer une partie du texte. :

  

1

1

 

1

1

 

 

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PARTIE 2
SECOND EXERCICE

Éléments de réponse attendus barème
Le document. 1 permet de constater que la fusion partielle a lieu:
- à 100 km de profondeur
- à une température proche de l 000 °C

Le document 2 indique:
- que .le géotherme des zones de subduction se situe dans le domaine de la péridotite solide si celle-ci est sèche: donc aucune fusion possible.
-que ce géotherme recoupe le solidus humide entre 80 et 200 km de profondeur pour des températures voisines de 1 000°C : la fusion partielle devient possible à condition que la peridotite soit hydratée.

1e document 2 permet de confirmer que la fusion est possible dans 1e domaine indiqué par le document 1 seulement si la péridotite est hydratée.
D'où vient l'eau.?

Le document 3 indique :
- que la roche B est issue de la transformation de la roche A au cours de la subduction
-que la transformation consiste en une modification de la minéralogie qui s'accompagne d'une perte d'eau, ,libérée dans1e milieu

Bilan{schéma ou texte) :

Roche A                                      Roche B + eau

 

Péridotite sèche                         péridotite hydratée                       fusion partielle                   magma

 

                                                  100 km - 1000°C

1

 

0.5

1

0.5

 

 

1

 

 

 

2

 

 

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SUJET DE NOUVELLE CALÉDONIE 2003
PARTIE 1 (10 points)

Éléments de réponse attendus barème
Schéma fonctionnel de régulation de la testostéronémie.
On attend:
-les différents organes ou cellules (schématisés ou sous une autre forme),
-une représentation des relations.
Mots clefs: hypothalamus, hypophyse, testicule, GnRH, LH, testostérone, rétrocontrôle et les signes.
La sécrétion de FSH n'est as demandée.		 5
Caractéristiques générales d'un tel système: Schéma ou (ou/et) commentaire accepté(s)
Paramètre réglé: la testostéronémie.
Système réglant : capteurs et centre intégrateur du complexe hypothalamo- hypophysaire.
Messagers: hormones et neurohormone
Effecteurs: cellules interstitielles de Leydig
Applicable à d'autres régulations (hormones sexuelles femelles, glycémie).		 5

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PARTIE 2 PREMIER EXERCICE (4 points)
Éléments de réponse attendus barème

Lors du 1er  mois, on constate l'évolution en parallèle avec un décalage d'une semaine de l'évolution des LTc et de l'arrêt de l'augmentation de la charge virale des VIH.

==>  hypothèse: il existe un effet des LTc à partir du 2ème mois sur I"arrêt de 1 l'augmentation des VIH.

Deux mois et demi après l'infection, on constate la simultanéité de l'apparition des anticorps et de la baisse de la charge virale en VIH.

==> hypothèse: il existe un effet conjoint des LT c et des anticorps sur la baisse de la quantité de VIH.

A partir du 4èmc mois après l'infection, on note un équilibre entre la prolifération du VIH et les systèmes de lutte contre ce virus.

Les deux réponses conjuguées (LTc et anticorps), ne permettent pas, par la suite d'abaisser la charge virale en dessous d'un certain seuil.
L'efficacité des réponses immunitaires est donc limitée.

  


1




1



2


 

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PARTIE 2 SECOND EXERCICE (6 points)
   
Analyse du document 1
Dans le Massif armoricain sur le site de l'île de Groix, on constate .l'association de 1 trois roches d'origine océanique (schistes verts, schistes bleus et éclogites)

Analyse du document 2
On note la présence de minéraux marqueurs du métamorphisme au sein de ces roches, la glaucophane (et l'épidote) pour les schistes bleus et la jadéite et le grenat 1 pour l'éclogite.

Analyse du document 3
Ce diagramme nous indique un possible chemin thermodynamique d'apparition de la minéralogie des schistes bleus et de l'éclogite à partir des schistes verts d'une ancienne croûte océanique.

Schéma des transformations minéralogiques en liaison avec le nom des roches

Notion de réaction métamorphique

Deux domaines notés sur le document 3b rendu avec la copie (schiste vert, éclogite).

Bilan:
1 synthèse de l'analyse des données: relations entre minéralogie, conditions de stabilité des minéraux et conditions theffi1odynamiques des zones de subduction.

2 Réponse au problème posé:
Ces conditions correspondent à un domaine de HP/BT caractéristique des zones de 2 subduction ce qui démontre l'hypothèse de J'existence d'une ancienne zone de subduction armoricaine.

  

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Sujet national 2004
PARTIE 1
PROCRÉATION

I- DES MOTS-CLES

Le sujet porte sur les notions suivantes :
Appareil génital indifférencié, Sexe génotypique, Sexe phénotypique, Embryogenèse, Puberté, Masculinisation.

Elles sont accompagnées de ce cortège de vocabulaire :
Gonade, Testicule, Cellule de Sertoli, Cellule interstitielle de Leydig, Caryotype XY, Canal de Wolff, Canal de Müller, Testostérone, AMH, Gène SRY, TDF (= protéine SRY), Spermatogenèse, GnRH, FSH, LH, Hypophyse, Hypothalamus.

II - ANALYSE DU SUJET

En première lecture, on note que le devoir doit aborder quatre points:

  • le sexe génétique masculin
  • l'appareil génital indifférencié
  • la formation de l'appareil génital masculin, limité aux gonades et aux voies génitales
  • la fonctionnalité de l'appareil reproducteur.

    L'énoncé impose ces bases pour établir le plan :
    l'introduction porte sur le sexe génétique et l'appareil génital indifférencié.
    Le développement structuré comprend la différenciation.
    La conclusion repose sur la fonctionnalité de l'appareil reproducteur qui s'acquiert à la puberté.

    III - L'ORGANISATION DU DEVOIR

    Le sexe génétique des mammifères, et plus précisément de l'homme, est défini dès la fécondation : le caryotype d'un individu génétiquement masculin a pour hétérochromosomes X et Y (appelé dans l'énoncé "caryotype X Y").

    Cependant, l'apparition du sexe phénotypique ne débute qu'à partir de la septième semaine de vie embryonnaire.

    Avant cette date, se met en place un appareil génital indifférencié comportant:

    •
  • une gonade indifférenciée
  • un canal de Wolff
  • un canal de Müller

    On peut distinguer deux étapes dans la formation de l'appareil génital masculin fonctionnel : la première se déroule avant la naissance et aboutit au phénotype sexuel primaire. Nous y consacrerons le développement structuré de ce devoir.

    Puis suivant une logique chronologique, nous conclurons par l'état fonctionnel. Ce dernier point sera abordé par un schéma.

    A partir de l'appareil génital indifférencié, se met en place L'APPAREIL GENITAL MASCULIN :
    Les gonades sont des testicules où se trouvent les spermatogonies, les cellules de Sertoli, les cellules interstitielles de Leydig. Les spermiductes comprennent l'épididyme et les canaux déférents (on limite ici ce descriptif, comme précisé par l'énoncé).

    La différenciation y aboutissant a pour origine l'activation d'un gène porté par le CHROMOSOME Y (ainsi ce phénotype dérive du génotype). Ce gène, SRY, est exprimé par une protéine, le TDF, aussi appelé protéine SRY. Le TDF oriente la différenciation de la gonade en testicule. Au-delà de l'évolution structurelle, se met en place une évolution cellulaire : le testicule comporte des cellules de Sertoli et des cellules interstitielles de Leydig.
    Ces deux types cellulaires confèrent un ROLE HORMONAL AU TESTICULE.

    En effet :

  • Les cellules de Sertoli sécrètent l'AMH qui a pour conséquence la régression des canaux de Müller.
  • Les cellules de Leydig sécrètent la testostérone qui, à ce stade, a pour organe-cible les canaux de Wolff. Elle induit leur différenciation en épididymes et canaux déférents.

    L'acquisition du phénotype sexuel primaire est donc principalement pré-natale.

    L'acquisition d'un appareil génital masculin fonctionnel se produira à la puberté par une forte augmentation de la sécrétion de la testostérone. Celle-ci est sous contrôle hypothlamo-hypophysaire comme l'indique ce schéma.

    • Barème officiel:

    dont schéma 2 POINTS
    Éléments de réponse attendus barème
    Les notions listées ci-dessous sont celles exigées mais n'impliquent en aucun cas une démarche.
    Formation chez l'embryon d'un appareil génital dont la structure est identique quel que soit son sexe génétique (XX ou XY).
    II est constitué d'une paire de gonades et de deux types d'ébauches de voies génitales: les canaux de Wolff et les canaux de Müller

     

    		 1
    Différenciation en plusieurs étapes:  
    -(masculinisation des gonades) : chez un embryon génétiquement mâle, le chromosome Y porte le gène SRY qui code une protéine (TDF ou SRY) qui provoque l'expression de nombreux gènes responsables de la différenciation des gonades indifférenciées en testicules:
    Formation des tubes séminifères, des cellules de Leydig (cellules interstitielles) etdes cellules de Sertoli    		 3
    -(masculinisation des voies génitales) : les cellules de Leydig (interstitielles) des testicules sécrètent une hormone, la testostérone, déclenchant le développement des canaux de Wolff en canaux déférents (spermiductes).
    Les cellules de Sertoli des testicules sécrètent une autre hormone, l' hormoneantimüllérienne AMH) responsable de la disparition des canaux de Müller.    		 3
    -(acquisition de la fonctionnalité de l'appareil génital) : à la puberté, la sécrétion de la testostérone par les testicules augmente beaucoup, ce qui déclenche la 1,5 maturation de l'appareil génital et en particulier la production de gamètes. 1.5

    Construction du devoir

    		  
    .Présence d'une introduction comportant au moins deux des parties suivantes:
    -présentation générale du thème scientifique et positionnement du sujet dans le thème: la reproduction sexuée se caractérise par l'existence de deux types d'individus...
    -définition de quelques termes clés (sans anticiper le développement) : appareil génital, gonades, voies génitales...
    -formulation de problème(s) en relation directe avec le sujet posé: comment expliquer la formation...relation entre le caryotype et le sexe phénotypique.
    -annonce du plan :formation de l'appareil génital par étapes.

    .Développement structuré, au moins par l'individualisation de paragraphes, (éventuellement de phrases de liaison). Ici, les étapes successives du développement sont apparentes. Les titres (non obligatoires) ou explications  doivent faire référence au problème posé dans le sujet, et non à une restitution théorique de parties de cours.

     

    		 1

     

     

    0.5

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    PARTIE II - Exercice 1
    STABILITÉ ET VARIABILITÉ DES GENOMES ET ÉVOLUTION

    I - DES MOTS-CLES

    Le sujet porte sur les notions suivantes :
    Evolution, Génome, Gène, Mutations, Famille multigénique, Traduction, ...

    Elles sont accompagnées de ce cortège de vocabulaire :
    Locus, Substitution, Duplication, Acide aminé, Code génétique, Translocation, ...

    II -L'ANALYSE DES DOCUMENTS
    A - LE DOCUMENT DE RÉFÉRENCE
    Comme son nom l'indique, il doit être compris et utilisé mais n'a pas à être discuté. Il présente un modèle d'histoire évolutive des gènes de la lactico-déshydrogénase (LDH). Ces gènes sont au nombre de trois. Le document les interprète comme éléments d'une famille multigénique : un gène ancestral subit une duplication. L'un des exemplaires, suite à des mutations, est à l'origine du gène LDH-B actuel. L'autre exemplaire subit également des mutations avant d'être de nouveau dupliqué. Chacun des descendants évolue alors indépendamment, donnant naissance aux gènes LDH-A et LDH-C, portés par le même chromosome, lequel est différent de celui de LDH-B. On note que aucun terme de vocabulaire ne fait mention de ce dernier point.

    B - LE DOCUMENT A EXPLOITER
    Il nous précise tout d'abord que ces trois gènes concourent à la même fonction. Il comprend ensuite deux autres données.
    1) Le document a
    Il précise la localisation des gènes : ceux de LDH-A et LDH-C sont sur le même chromosome humain, le 11, tandis que le gène codant pour LDH-B est situé sur le chromosome 12.

    2) Le document b
    Il propose les séquences partielles en terme d'acides aminés de l'expression des trois gènes. L'analyse de ce document doit tenir compte de deux indications formelles :
    - Il ne donne pas un accès direct à la séquence des gènes. Les mutations sont à déduire des modifications des séquences protidiques.
    - LDH-A est prise arbitrairement en référence. L'analyse du document ne peut se contenter de cette approche. En prenant également LDH-B en référence, on note les nombres de différences suivants :

  • Comparaison LDH-B/LDH-A : 9 différences
  • Comparaison LDH-B/LDH-C : 12 différences
  • Comparaison LDH-A/LDH-C : 7 différences

    Les protéines différant le moins sont LDH-A et LDH-C, tandis que LDH-B est celle qui diffère le plus des deux autres.

    III - L'ORGANISATION DU DEVOIR
    L'introduction replace le sujet dans son contexte à savoir les modifications de génome en tant que marqueurs de l'évolution et l'intérêt des familles multigéniques dans ce cadre. Il est intéressant de profiter de l'introduction pour définir la notion de famille multigénique : ensemble de gènes présentant des similitudes de séquence et, le plus souvent, de fonction. Ces gènes sont interprétés comme dérivant d'un même gène ancestral, leurs loci (localisation dans le génome) sont différents.

    A - PRESENTATION DU MODELE
    Après l'avoir analysé (cf II de ce corrigé), on peut en résumer les traits principaux :

  • Un gène ancestral est dupliqué, l'un des exemplaires subit une translocation.
  • L'exemplaire à l'origine de LDH-B subit des mutations.
  • L'autre exemplaire subit également des mutations avant d'être dupliqué.
  • Chacun de ces deux derniers gènes possède alors sa propre histoire évolutive. Ils sont à l'origine des gènes codant pour LDH-A et LDH-C.

    Les documents valident ces interprétations :

    B - LE MODELE D'UNE FAMILLE MULTIGENIQUE
    Les trois gènes présentent des similitudes de séquence.
    On utilise ici une analyse du document b en précisant que l'on a noté qu'il s'agit de séquences protidiques et en indiquant brièvement le lien protéine/ADN. On se limite ici à mettre en évidence les similitudes entre les trois gènes.

    Les trois gènes présentent des similitudes de fonction.
    Ce fait est précisé en introduction aux documents a et b.

    Leurs loci sont différents.
    Le document a est explicite.

    C - LES LIGNES EVOLUTIVES DU MODÈLE
    Les similitudes mentionnées en B (Document b) valident l'hypothèse d'un gène ancestral. La plus grande ressemblance entre LDH-A et LDH-C, et leur éloignement respectif de LDH-B confirment que ces deux gènes dérivent d'une duplication plus tardive. Leurs points communs en position 213, 214 et 234 (mais différant de LDH-B) témoignent d'une histoire commune. Enfin, le document a valide la translocation.

    En conclusion, on peut noter que les documents ne permettent pas de situer la translocation par rapport aux mutations subies par le gène ancestral des gènes portés par le chromosome 11.

    • barème officiel
    pts saisie de données (document) interprétations pts
    1

     

    		 Trois loci sur deux chromosomes différents(a).

    Grande ressemblance entre les chaînes (b).

     

    Différences en acides aminés des trois séquences polypeptidiques alignées (b)
    9 différences entre A et B
    7 différences entre A et C
    12 différences entre B et C

    Le nombre de différences est plus faible entre A et C qu'entre A et B d'une part et B et C d'autre part (b)

    Il existe trois gènes et non pas trois allèles d'un même gène responsables de la synthèse des trois chaînes.


    La grande ressemblance dans les séquences d'acides aminés est en faveur d'une origine commune des gènes qui codent ces protéines.

    Ces différences sont dues à des mutations ayant conduit à des changements d'acides aminés.
     

     


    La divergence A-C, indiquée par le document de référence comme plus récente que la divergence A-B et B-C, est justifiée

    		 1,5
      La mise en relation des informations entre elles et avec le document de référence valide le modèle

    -Présence d'une famille de gènes (ou multigénique) : les gènes actuels de l'Homme dérivent d'un gène ancestral en accord avec le modèle proposé.
    -L'existence de 3 gènes actuels aux séquences voisines à partir d'un gène ancestral suggère:
                 deux duplications successives au cours du temps en accord avec le modèle proposé.
                 des mutations au cours du temps en accord avec le modèle proposé.

    		  

    Commentaires:
    -« Plus le nombre de mutations conservées est grand, plus la divergence est ancienne. »
    L'utilisation de cette notion est attendue, pas son énoncé.
    -L'expression «famille de gènes» ou «famille multigénique» définit un groupe de gènes apparentés: l'idée doit apparaître, quelle que soit sa formulation.

     

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    PARTIE II- Exercice2
    LA CONVERGENCE LITHOSPHÉRIQUE ET SES EFFETS

    I- DES MOTS CLES

    Le sujet porte sur les notions suivantes :

  • Reconstitution de l'histoire d'une région à l'aide de l'étude de deux échantillons de roches datant de la même période
  • Mise en évidence d'une zone de subduction.

    Elles sont accompagnées de ce cortège de vocabulaire : Lithosphère océanique basaltique, Zone de subduction, Domaine de métamorphisme, Apparition de minéraux-index, Méthode géochronologique "Rubidium-Strontium", Schiste bleu à glaucophane, Grenat, Epidote, Métamorphisme de haute pression et de haute température, Métamorphisme de moyenne pression, Ecrasement, Métamorphisme de contact, Eclogite, Jadéite, Plagioclase, Diagramme pression-température, Domaine de stabilité, Croûte océanique, Isotherme, Cristallisation.

    II - L'ANALYSE DES DOCUMENTS
    Le sujet nous propose deux documents pour démontrer l'histoire géologique de la région de Groix.

    Document 1 :
    Ce document nous montre les photographies de deux basaltes fortement métamorphisés de l'île de Groix.
    Le métamorphisme est l'ensemble des transformations que subit une roche à l'état solide : ces anciens basaltes ont donc supporté de nouvelles conditions de température et de pression. Celles-ci sont à l'origine de l'émergence de minéraux-index comme le grenat et la glaucophane pour l'échantillon 1, le grenat et la jadéite pour la deuxième roche.

    Document 2 :
    Ce document nous fournit un diagramme pression-profondeur-température utile pour déterminer les conditions de métamorphisme des deux échantillons proposés dans le premier document.

    Document de référence :
    Ce document de référence est une représentation avec une échelle des hauteurs exagérée d'une zone de subduction. Nous l' utiliserons afin de positionner les échantillons proposés dans le premier document.

    III - L'ORGANISATION DU DEVOIR

    D'après le document 1, l'échantillon1 présente du grenat de type G1 : c'est-à-dire formé à 400°C et 0,9 milliards de Pascals. En reportant ces données sur le diagramme température-pression du document 2, en notant que certains grenats peuvent être présents en dehors de la zone D, en notant la présence de plagioclases et de glaucophane, on en déduit que le schiste bleu à glaucophane du document 1 appartient à la zone B. On peut en déduire que le basalte originel a subi un métamorphisme de moyenne pression et de moyenne température. Toujours en utilisant le diagramme, on comprend que cette roche métamorphique a subi ces transformations à une profondeur de 30 km.

    Le grenat de l'éclogite à jadéite de l'échantillon 2 du premier document présente deux épisodes de métamorphisme différents. Le centre du grenat présente une cristallisation de type G1. Comme pour le premier échantillon cela signifie que la cristallisation s'est faite dans des conditions de moyenne température et de moyenne pression. Mais à la différence que la présence de grenat associé à de la jadéite nous indique que ce grenat est situé dans la zone D du diagramme pression-température de la zone 2. La profondeur de cristallisation est celle du grenat G1 c'est-à-dire 30 km.

    La cristallisation de la périphérie du grenat, faite ultérieurement (le centre cristallisant toujours en premier), s'est faite avec 100°C de plus et une pression double (cette pression correspondant à une profondeur de 75 km d'après le graphique du document 2).
    Les nouvelles conditions de cristallisation indiquent que le grenat est resté dans la zone D du diagramme mais a subi un enfouissement. En s'enfonçant de 30 km à 75 km, le grenat a été écrasé (c'est une caractéristique des éclogites) et a subi une pression et une température supérieures.

    En conclusion, nous pouvons positionner les deux échantillons proposés sur la coupe géologique du document de référence :
    - Le schiste bleu à glaucophane de l'échantillon 1 provient de la croûte océanique de la zone de subduction située vers 30 km de profondeur. Il est situé tout au début de l'enfoncement de la plaque océanique sous la plaque continentale.
    - Après un début similaire, l'éclogite à jadéite de l'échantillon 2 du document 1 est descendue dans le plan de Benioff vers 75 km de profondeur.

    Ces deux roches métamorphiques sont donc caractéristiques d'une zone de subduction et sont ainsi le témoin de la disparition vers la fin du primaire de la lithosphère océanique au niveau de l'île de Groix.

    • Barème officiel
    pts saisie de données (document) interprétations pts
      Document de référence / aucun commentaire spécifique attendu  
    0.75

     

    		 Document 1
    -Les deux roches métamorphiques El et E2 ont la composition chimique d'un basalte

    -Ces deux roches récoltées en surface sont datées à plus de 350 Ma

    -Les minéraux des deux roches sont différents, mais un grenat de type G 1 est commun

    		 Ces roches proviennent d'une croûte océanique ancienne

    Hypothèse:

    -les minéraux différents permettent de penser que si la croûte océanique s'enfonce pendant la subduction, (flèche du document de référence) alors Pet T changent

    		 0.75
    0.5


    0.5

     

    0.5


     

    		 Doc 1 et doc 2
    -Roche El : glaucophane et plagioclase + grenat type Gl (doc2) / Dans les zones B et C la glaucophane est présente (doc3)

    -Roche E2 : grenat et jadéite (doc 2) / La zone D est caractérisée jadéite + grenat (doc 3)

     

    -le Grenat de la roche E2 présente deux formes: G 1 plus faible T et pression inclus dans G2 de température et pression plus élevée.



     

    		 -Roche El = Association minérale compatible avec zone B et Grenat 1 : 400° et 0.9 GPA confirme cette affirmation, profondeur 30 km

    -Roche E2 = Association minérale compatible avec zone D et Grenat 2 = P et T 500° et 1,8 GP A et profondeur 60 km

     

    -L'évolution des conditions de formation du grenat de la roche E2, zone B puis D est compatible avec l'enfoncement de la plaque lithosphérique

    -Les deux roches peuvent être localisées sur un diagramme PT recopié simplement. La relation tracée El à E2 traduit le mouvement de subduction.. passage d'un domaine de stabilité à un autre

    		 0.5

     

    0.5

     

    0.5

     


     
      Bilan:
    -les roches: El et E2 trouvés en surface comportent des minéraux caractéristiques d'un basalte métamorphisé dans des conditions compatibles avec une subduction: El du domaine schiste bleu et E2 du domaine des éclogites (HP/BT)
    -le grenat de E2 a bien enregistré la dynamique du système : la roche est passée de 30 à 60 km
    possibilité de copie du schéma de référence et localisation dans la CO de El au niveau des SB (30km) zone B et E2 au niveau des Eclogites (zone D)

    -le chronomètre Rb Sr permet de dater ce métamorphisme ( -350 Ma) donc ancien (ère primaire)

    		 1.5

    Quelques remarques:
    Document de référence:     l'élève y retrouve les informations soutenant sa réflexion:
    Subduction d'une lithosphère océanique (LO) sous une lithosphère continentale. Il donne les informations     sur
    1) Profondeur et épaisseur des lithosphères et des croûtes 2) Sens du mouvement.. plongement de LO sous LC
    Les documents 1 et 3 doivent permettre de retrouver les arguments:
    1) lithosphère océanique             +2) subduction                                                 + 3) ancienne
    Basalte     = croûte océanique         métamorphisme HP et BT                                 âge-datation
    La maîtrise de l'utilisation d'un diagramme P et Test attendue.
    Les faits confrontés     au document de référence doivent permettre de valider l'hypothèse proposée dans la     question.

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    SUJET ANTILLES 2004

    PREMIÈRE PARTIE

    Présence d’une introduction  0.25
    en rapport avec le sujet 0.25

    Plan en 3 partie ( énoncé )   0.25
    Conclusion pertinente  0.25

    montré que le phénotype immunitaire a évolué  0.5 ( voir schéma ) Bonus
    Phénotype immunitaire = ens des C et molécules immu à un moment    0.5

    Partie 1 :

    Premier contact 0.25
    Notion d’antigène viral  0.25
    Pouvoir pathogène perdu ( synonymes ) 0.25
    Pouvoir immunogène conservé 0.25
    Déclenche l’immunité acquise  0.25
    But = protection de l’organisme 0.25
    Vaccination = prévention 0.25
    Il y a spécificité contre le virus V  0.25

    Partie 2 :

    Notion de réponse primaire 0.25
    Réponse primaire lente 0.25
    Réponse primaire peu importante 0.25
    Sélection des LB correspondant à l’AG viral 0.25
    Sélection des LT4 correspondant à l’AG viral  0.25
    multiplication des LT4 sélectionnés  0.25
    Multiplication des LB sélectionnés  0.25
    Différenciation des LB sélectionnés   en plasmocytes 0.25
    Plasmocyte=cellule sécrétrice d’ACS circulants 0.25
    Différenciation en LB mémoire de certains LB sélectionnés   0.25
    Différenciation en LT4m de certains LT4 sélectionnés     0.25
    Durée de vie plus importante des lymphocytes mémoire 0.25

    Partie 3 :

    Notion de réponse secondaire 0.25
    Réponse secondaire rapide  0.25
    Réponse secondaire quantitativement plus importante = 0.25
    Grâce aux LB mémoire 0.25
    Grâce aux LT4 mémoire 0.25
    Action des interleukines 0.25

    Schéma :

    Plusieurs populations de LB avec récepteurs différents 0.25 
    Plusieurs populations de LT4 avec récepteurs différents 0.25
    AG reconnus = fixés au niveau des LB et des LT4 d’un clone seulement   0.25
    Production d’interleukine par les LT4 vers LT4 et LB ayant reconnu l’AG 0.25
    Multiplication des LB et LT4 stimulés par l’interleukine  0.25
    Différenciations en plasmocytes et sécrétion d’AC circulants 0.25
    LBm et LT4m 0.25
    Schéma soigné ( couleurs , …)

    Phénotype immunitaire  évolué :  Le vacciné devient :
    -              séropositif à l’AG ( AC Spécifiques circulants )
    -              possède un clone de LB et un clone LT amplifiés (spécifiques)
    -              possède un clone de LBm et un clone LTm spécifiques à l’AG

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    PARTIE II - Premier exercice

    5 caractéristiques 0.75, 4 ou 6 caractéristiques 0.25 ;  2 erreurs zéro
    Justification précise sans répéter l ‘énoncé =0.75
    Placer l’ancêtre commun entre poumon et le nœud 0.5
    Espèces = Dipneuste et dauphin    0.5 
    Justification claire = 1pt
    Citer les 4 innovations évolutives partagées 0.5 

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    PARTIE II- Second exercice

    Doc 1 : Gabbros + Basaltes = croûte océanique : 0 .25
    Succession : Péridotite / Gabbros / Basaltes = ophiolithes  0.25
    Séd océaniques 0.25
    Ces formations sont en écailles ( mouvement tectonique )  0.25
    Ccl. : Ces roches correspondent à un ancien plancher océanique 0.25
    porté en altitude 0.25
    Par obduction 0.25
    Il y a convergence 0.25

    Doc 2 :  Principe de superposition non respecté =0.25
    Présence de contacts anormaux  ou faille   0.25
    Grande surface de chevauchement = charriage = déplacement 0.25
    Correspondent aux témoins d’une convergence lithosphérique = 0.25
    Raccourcissement et épaississement lithosphérique = 0.25

    Doc 3 : la roche contient jadéite et grenat   0.25
    Donc c’est une  éclogite = métagabbro  0.25
    Correspond au domaine de stabilité de    HPBT (ou HPMT)    0.25
    = conditions de contexte de subduction    0.25
    Pression entre 1, et 2 Gpa  0.25
    T entre 250 et 550 °C environ    0.25

    Mise en relation des infos :
    doc1 = indices d’un ancien domaine océanique refermé = 0.5
    doc 2 = Indices d’une convergence jusqu’à la collision = 0.5
    doc 3 = Indices d’une subduction = 0.5

    Les hypothèses sont validées  0.25

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    Sujet ANTILLES 2003

    Restitution de connaissances
    Mots clés du sujet : critères d'appartenance à la lignée humaine ; appartenance des genres Australopithèque et Homo à la lignée.     

    Plan structuré ( organisation cohérente de l'exposé )
    0,5
    Introduction :

    Lignée humaine : histoire évolutive des Primates hominidés ( ou 1 élément de classification plus précis que Mammifères) conduisant à l'homme.

    Se distingue de la lignée des chimpanzés par des caractères propres.

    Annonce du plan

     

    0,25

    0,5

    0,25
    Conclusion :

    Présence d'une conclusion

    Contenu logique

    Ouvertures possibles :

    Différence entre Australopithèque (bipède mais possédant des caractères ancestraux ) et Homo.

    Caractère buissonnant de la lignée humaine ( coexistence d'un grand nombre d'espèces )

     

    0,25

    0,5

    0,25

     

     

    1 Caractéristiques liées à la bipédie : 0,5
    2

    Squelette du bassin : large et court

    		0,5
    3

    Courbures de la colonne vertébrale : quatre courbures.

    		 0,5
    4

    Position oblique du fémur

    		  
    5

    Pied non préhensile ( ou avec voûte plantaire )

    		  
    6

    Position centrale sous le crâne du trou occipital

    		0,5
    7 Capacité crânienne : 0,5
    8 plus importante chez l'homme que le chimpanzé 0,5
    9

    400 cm3 chez le chimpanzé, de 500 cm3 environ chez l'australopithèque et pouvant aller jusqu'à 1650 cm3 dans le genre Homo.

    		 0,5
    10 Régression de la face : ( aplatissement de la face ou absence de prognathie) 0,5
    11 arcade dentaire en V chez l'homme 0,5
    12 Traces d'activités culturelles ou industrielles : 0,5
    13 Ex : outil , art, sépulture, feu, galets aménagés, peintures rupestres, ... 2 exemples 0,5
    14 Un fossile qui présente au moins un de ces caractères appartient à la lignée humaine 1
    15 Australopithèque et Homo présentent les caractéristiques liées à la bipédie : appartenance à la lignée 0,5

    0,5

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     Partie II Premier exercice

    La neutralisation de la toxine diphtérique se réalise par la formation d'un complexe immun spécifique : 

    La survie du cobaye signifie que la toxine diphtérique a été neutralisée, d'où présence d'anticorps antidiphtériques dans le sérum (témoin 1) ou le filtrat (3 et 4) 0,5

    0,5
    Comparaison 1 et 2 :

    Mort du cobaye 2 = absence de neutralisation de la toxine

    donc absence d'anticorps dans le filtrat

    		 

    0,25

    0,25
    Comparaison 2 et 3 :

    Différence dans le résultat : survie de 3 donc présence d'anticorps anti diphtérique dans le filtrat ;

    Cause due à une différence dans le protocole, à savoir l'absence d'anatoxine diphtérique sur les particules de poudre en 3 ;

    Bilan : l'anatoxine diphtérique fixée sur les particules de poudre a retenu les anticorps en 2

    		 

     

    0,5

    0,5
    Comparaison 2 et 4 :

    Différence dans le résultat : survie en 4 donc présence d'anticorps anti diphtérique dans le filtrat

    Cause due à une différence dans le protocole : l'anatoxine tétanique remplace l'anatoxine diphtérique ;

    Bilan : l'anatoxine tétanique ne joue pas le rôle de l'anatoxine diphtérique à savoir retenir les anticorps anti diphtérique .d'où l'anticorps antidiphtérique est spécifique de l'antigène ( = anatoxine diphtérique)

    		 

    0,5

    0,25

    0,25
    Synthèse :

    En 2, les anticorps sont retenus par les molécules d'anatoxine fixées sur la poudre (formation d'un complexe immun = liaison entre anticorps et antigène) d'où leur absence dans le filtrat et mort de l'animal qui n'a pas été immunisé.

    En 1, 3 et 4 il y a eu formation d'un complexe immun chez le cobaye : les anticorps antidiphtériques ont neutralisé la toxine diphtérique qui n'a pu ainsi agir ;

    		 

    0,25

     

    0,25

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     Partie II second exercice:

      Document 1 : ( 2 pts )  
    1 Exp 1 : témoin - taux de LH constant et égal à 3ng.ml -1
    0,25
    2 Exp 2 : chute du taux de LH qui passe de 2,9 ng.ml -1 à 0.5 ng.ml ­1 en 20 jours.après hypophysectomie
    0,25
    3 Donc l'hypophyse intervient dans la sécrétion de LH
    0,25
    4 Exp 3 : Résultat identique exp 2 après lésion de l'hypothalamus
    0,25
    5 Donc nécéssité de l'intégrité de l'hypothalamus
    0,25
    6 Exp 4 : Chute modérée du taux de LH 2,9 ng.ml - à 2,3 ng.ml - puis au 5eme jour retour au taux initial suite à la greffe.( rien ne l'indique cependant sur le document) au contact du système porte H.H0.25
    0,25
    7 Exp 5 : chute du taux identique exp 2 : la greffe de l'hypophyse dans la chambre antérieure de l'œil ne permet pas un retour au taux initial.
    0,25
    8 Donc il existe une information circulant par la voie sanguine reliant l'hypothalamus à l'hypophyse permettant la sécrétion de la LH par l'hypophyse
    0,25
       
      Document 2 : ( 2 pts)
    9 Rats témoins : sécrétion pulsatile de la LH :
    0,25
    10

    Pics des pulses : 10 ng.ml-1
    0,25
    11 Rats castrés : augmentation de la fréquence des pulses par rapport au témoin : de 1 pulse ttes les 3 heures à 1 pulse par heure.
    0,25
    12

    Augmentation de la sécrétion : variation de 20 à 45 ng.ml-1 , pics à 40 ou 45 ng.ml-1.
    0,25
    13 Donc le testicule diminue le taux de LH plasmatique
    0,25
    14

    et la fréquence des pulses
    0,25
    15 Rats castrés, perfusés par la testostérone : taux de sécrétion de LH et fréquence des pulses identiques au rat témoin :
    0,25
    16 la testostérone exerce un frein sur la sécrétion de LH comme le testicule.
    0,25
       
      bilan : ( 0.75 pt)
    17 La LH , hormone sécrétée par l'hypophyse de façon pulsatile
    0,25
    18 sous l'influence (ou le contrôle ) d'une substance libérée par l'hypothalamus dans la circulation sanguine porte hypophysaire (GnRh )
    0,25
    19 La testostérone fabriquée par le testicule exerce à son tour un frein à sa sécrétion : rétrocontrôle négatif
    0,25
       
      Schéma : récapitulant les seules conclusions apportées par les documents. ( 1.25 pts)
    20 Organes concernés : hypothalamus , hypophyse, testicule (rectangles ou autre )
    0,25
    21 Relation hypothalamus hypophyse : ( flèche)
    0,25
    22 Relation hypophyse - testicule ?? sécrétion pulsatile de LH par l'hypophyse.
    0,25
    23 Sécrétion de testostérone par le testicule et rétrocontrôle négatif sur le complexe HH
    0,25
    24 Soin
    0,25

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    LIBAN 2003
     

    STABILITE ET VARIABILITE DES GENOMES ET EVOLUTION

    Introduction : (possible mais non exigée)

     

    La méiose :

    Départ : Schéma attendu : contenu chromosomique d'une cellule mère de l'un des deux parents (cellule diploïde, 2n = 4,  chaque paire de chromosomes porte un gène et 2 allèles différents).

    1

    Métaphase 1 ou anaphase 1 : Répartition indépendante des allèles des deux gènes, brassage interchromosomique.

    Schéma de la répartition des chromosomes chez un des deux parents.

    1

    Télophase 2 : Allèles présents dans les gamètes parentaux.

    Schéma du contenu chromosomique d'un gamète (cellule haploïde, n = 2, un allèle de chaque gène).

    1 

    1ère conclusion  partielle : La méiose produit des gamètes génétiquement différents.

    1 

    La méiose produit des gamètes haploïdes à partir de cellules diploïdes.

    1 

    La fécondation : Échiquier de croisement  (ou autre présentation équivalente)

    1 

    Le caractère aléatoire de la rencontre des gamètes renforce la diversité génétique due à la méiose. Les génotypes des zygotes obtenus sont tous différents entre eux et différents des génotypes parentaux.  (diversité ou variabilité).

    2 

    La fécondation restaure la diploïdie (stabilité) en rassemblant des paires de chromosomes homologues d'origine parentale différente.

    L'alternance de la méiose et de la fécondation permet la stabilité du caryotype de l'espèce.

    1 

    Conclusion : (n’est pas indispensable si toutes les conclusions partielles ont été données.)

     

    Organisation du devoir (exposé structuré)

    1 

    Remarque : Un plan du devoir élaboré selon les notions : stabilité, variabilité, sera considéré comme tout à fait valide.

    Si le candidat rédige les conclusions partielles à la fin de l’exposé, il importe de lui attribuer les points correspondants.

     

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    PARTIE 2 - Premier exercice (4 points)
    Programme : LA PROCRÉATION

    Dans le graphe a, les pulses de LH  précèdent légèrement les pulses de testostérone.

    Ceci suggère que la LH agit au niveau des testicules et stimule la sécrétion de testostérone. (action de l’hypophyse ® testicule)

    1,5

    Dans le graphe b, la castration induit une importante modification de la sécrétion de LH :

    -              augmentation de la fréquence des pulses

    -              augmentation de l’amplitude des pulses

    -              sécrétion de base 5 fois plus importante (20 ng.mL-1 au lieu de 4 ng. mL-1) Ceci met en évidence une rétroaction des testicules sur l’hypophyse antérieure, les testicules inhibent l’antéhypophyse.

    1,5

    Le graphe c, permet de savoir que la testostérone injectée est responsable de l’inhibition de la sécrétion de LH, car cette dernière est sécrétée de façon sensiblement équivalente à celle que réalise le bélier adulte normal (témoin)

    1

    Conclusion : L’étude des graphes permet bien montrer l’existence de l’interaction entre l’hypophyse antérieure et le testicule.

     

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    PARTIE 2 - Deuxième exercice - Enseignement obligatoire (6 points)
    COUPLAGE DES EVENEMENTS BIOLOGIQUES ET GEOLOGIQUES AU COURS DES TEMPS

    Réalité de la crise biologique Permo-triasique.

     

    Une crise biologique est caractérisée par plusieurs événements :

    -   une extinction massive d’organismes pendant une période brève (quelques millions d’années)

    A la limite Permien – Trias ou Primaire – Secondaire on constate:

    ® Doc. 1 : Disparition rapide et particulière de 170 genres de Brachiopodes mais de seulement 30 genres de Bivalves. 

    ® Doc. 2 : Extinction de 900 genres d’animaux en milieu marin, les disparitions affectent également la faune et la flore continentale.

    1

    - la crise est étendue, elle se déroule à l’échelle planétaire.

    ® Doc. 2 : Les extinctions se déroulent aussi bien en milieu continental qu’en milieu marin.

    0,5

    - une crise revêt un caractère sélectif :

    ® Doc. 1 : Les Brachiopodes sont beaucoup plus atteints que les Bivalves.

    ® Doc. 2 : 200 genres survivent en milieu marin.

    0,5

     - les extinctions sont suivies d’une rapide diversification à partir des survivants.

    ® Doc.1 : les Bivalves occupant le même milieu que les Brachiopodes se diversifient  et semblent  utiliser l’espace libre laissé par les Brachiopodes.

    ® Doc.2 : 350 genres apparaissent  en milieu marin.

    1

    Couplages des événements biologiques et géologiques (causes de la crise)

     

    ® Doc. 3 :  Au voisinage de la limite Permien - Trias l’activité géologique terrestre est intense, deux événements géologiques majeurs  se manifestent :

    Des variations de grande ampleur du niveau marin :

    -               une importante régression marine suivie d’une transgression d’importance sensiblement égale et corrélée à l’activité des dorsales.

    -               une double activité volcanique très intense (volcanisme de Sibérie et dorsales océaniques).

    Chacun de ces deux phénomènes géologiques  ne peut à lui seul expliquer l’ampleur de la crise et ne semble pas directement responsable des extinctions. Mais ils ont déclenché une série d’effets secondaires :

    1

    -               la régression provoque la disparition des habitats côtiers probablement fatale aux Brachiopodes fixés et bien d’autres animaux marins et des modifications climatiques (climats avec saisons plus marquées sur les continents).

    -               le volcanisme de Sibérie amplifie les modifications climatiques (refroidissement rapide suivi d’un réchauffement liée à l’effet de serre ).

    1

    Il apparaît que c’est probablement la combinaison de ces effets secondaires qui est responsable de ces extinctions. Le couplage des événements semble ici bien marqué. (Il est même  ici orienté dans le sens modifications de l’activité géologique interne ® variation de la biosphère). La grande coupure géologique Primaire - Secondaire du calendrier peut-être reliée aux modifications de l’activité interne de la planète.

    1

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    Sujet ANTILLES septembre 2004

    Restitution de connaissances
     

    Principales notions attendues
    Barême
    Le cycle biologique d'un mammifère

    Cycle biologique: oeuf -> enfant -> adulte ->méiose -> spz ou ovule-> fécondation ->oeuf.

    Cycle chromosomique: haplophase (n chromosomes) -> diplophase (2n chromosomes)

    2
    Méiose
    bulletpassage de 2n à n chromosomes (réduction du nombre de chromosomes) lors de la formation des gamètes.
    bullet1 réplication de l'ADN suivie de 2 divisions
    bulletdivision 1 : séparation des chromosomes homologues
    bulletdivision 2 : séparation des chromatides de chaque chromosome

    Schémas de métaphase 1 et/ou anaphase 1

     

    3

     

     

    1
    Fécondation

    Rencontre et fusion des noyaux de 2 cellules haploïdes ,passage de n à 2n chromosomes

    Schéma illustrant la fécondation.
     

    1

    1
    Méiose et fécondation sont deux mécanismes complémentaires qui maintiennent la garniture chromosomique d'une génération à l'autre. Cette idée peut faire partie du développement ou de la conclusion.
    0,5
    Cohérence de l'exposé: intro + plan + conclusion.
    1,5

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     Partie II Premier exercice

    Saisies des données
    Déductions-Interprétations
    Barème
    Les failles affectent les terrains granitiques et métamorphiques ainsi que les sédiments A Les failles se sont mises en place après les terrains granitiques / métamorphiques et les sédiments A.
    1
    Les sédiments B recouvrent les terrains affectés par les failles Les sédiments B se sont déposés après les sédiments A et les terrains granitiques / métamorphiques et la mise en place des failles.
    1
    Les roches volcaniques recouvrent tous les terrains: granitiques, métamorphiques et sédimentaires (A et B) Le volcanisme est le dernier événement géologique qui a affecté cette région
    1
    Mise en relation et synthèse
    1er événement: dépôt des sédiments A au-dessus des terrains granitiques et métamorphiques

    2ème événement mise en place des failles

    3ème événement: dépôt des sédiments B

    4ème événement: volcanisme
    1

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     Partie II second exercice:

    Saisies des données
    Déductions-Interprétations
    Barème
    Document 1:

    L'Australopithèque a une capacité crânienne proche du Chimpanzé. Celle de l'Homo sapiens est beaucoup plus élevée que celle du Chimpanzé. Le trou occipital est déplacé vers l'avant chez l'Australopithèque, il est centré chez l'Homo sapiens.

    Tous les autres caractères ne sont pas exigés.

    L'Australopithèque et I' Homo sapiens font partie de la lignée humaine.

    		Les caractères de la lignée humaine sont une capacité crânienne augmentée et un trou occipital déplacé vers l'avant.
    1
    Document 2:

    L Homo habilis trouvé surie site a une capacité crânienne beaucoup plus élevée que le Chimpanzé et un trou occipital déplacé vers l'avant par rapport au Chimpanzé. L'Australopithecus robustus trouvé sur le site a une capacité crânienne proche du Chimpanzé et un trou occipital déplacé vers l'avant par rapport au Chimpanzé.

     

    On a trouvé les deux fossiles dans la même couche sédimentaire.

    		 

    Compte tenu de la position du trou occipital des deux espèces et de la capacité crânienne nettement augmentée d'habilis, ces deux espèces peuvent être placées dans la lignée humaine.

     

    Compte tenu de la position de ces fossiles dans la même couche sédimentaire, on peut argumenter que ces deux espèces ont coexisté et que la ignée humaine a un caractère buissonnant.

    2
    Document 3: crâne d'Australopithecus robustus trouvé sur ce si a une capacitécrânienne comparable à celle d'un singe et un trou occipital déplacé vers l'avant par rapport au Chimpanzé. Le crâne d'Homo habilis trouvé sur ce site a une capacité crânienne augmentée par rapporta celle d'un singe et un trou occipital déplacé vers l'avant par rapport au Chimpanzé. Le crâne d'Homo erectus trouvé sur ce site a une capacité crânienne très augmentée par rapport à celle du Chimpanzé et un trou occipital centré par rapport au Chimpanzé.

    Des fossiles d'Australopithecus robustus, d'Homo habilis et d' Homo erectus ont été trouvés dans des terrains du même âge datés entre -2,4 et - 1,6 millions d'années.

    		 

     

    Compte tenu de la position du trou occipital des trois espèces et de la capacité crânienne nettement augmentée d'habilis et d'erectus ces trois espèces peuvent être placées dans la lignée humaine.

     

    Compte tenu de la position de ces fossiles dans les mêmes couches sédimentaires, on peut argumenter que ces trois espèces ont coexisté et que la lignée humaine a un caractère buissonnant.

    2
    Mise en relation et synthèse
    On a montré que les caractéristiques de la lignée humaine sont le trou occipital déplacé vers l'avant et l'augmentation de la capacité crânienne. Les fossiles trouvés sur les deux sites présentent au moins une de ces caractéristiques et son dans la lignée humaine.
    1

     

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