SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE

- Série S -

Sujet national - Juin 1998

Durée de l’épreuve : 3 h 30

Coefficient : 6 (enseignement obligatoire) ou 8 (enseignement de spécialité en SVT)



PARTIE I : (8 points)

Aspects du fonctionnement des centres nerveux

Dans tout centre nerveux, chaque neurone élabore des messages à partir des informations issues des différents autres neurones avec lesquels il est connecté.

Montrez comment se réalise la transmission synaptique et l'intégration des différents messages nerveux reçus par un neurone.

L'exposé s'appuiera sur des schémas clairs et soigneusement annotés

Les mécanismes ioniques ne sont pas attendus.

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Avant de commencer

Le plan vous est indiqué dans la question : transmission synaptique puis intégration des messages nerveux. Un bon schéma valant mieux qu'un long discours, soignez les schémas de la transmission synaptique. N'oubliez pas qu'il existe des synapses excitatrices et inhibitrices. L’intégration (sommation spatiale et temporelle) détermine le signal de sortie au niveau de l’axone.



PARTIE II : (7 points)

Mécanismes de l'immunité

Au cours de sa vie, un organisme subit de multiples agressions à partir d'antigènes divers, à l'origine d'une réponse immunitaire. Cette réponse met en jeu différentes populations cellulaires. Les expériences relatées dans les documents 1 et 2 explicitent le rôle de certaines d'entre elles lors de la réponse immunitaire.

A partir des informations apportées par l'étude des documents 1 et 2 et à l’aide de vos connaissances, montrez qu'une réponse immunitaire à médiation humorale nécessite une coopération fonctionnelle entre cellules et précisez le rôle du complément.

Document 1.
Expérience de Mosier (1967)
Des cellules de la rate d'une Souris normale sont incubées, en présence de sérum, dans une boîte de Pétri. Certaines cellules adhèrent au fond de la boîte (cellules adhérentes notées A) ; ce sont en majorité des macrophages. D'autres restent libres en suspension (cellules non adhérentes notées NA) ; ce sont en majorité des lymphocytes. Les deux types de cellules sont ensuite cultivés in vitro ensemble ou séparément en présence de globules rouges de Mouton (GRM). On étudie alors le développement de plages de lyse à partir des différentes cultures.

Document 2.
Expérience de Claman (1966)
Des cellules de thymus et de moelle osseuse sont prélevées chez une Souris normale et mises en suspension dans un milieu physiologique approprié. Elles sont ensuite injectées par voie sanguine à trois lots de Souris receveuses ayant subi, après la naissance, l'ablation du thymus puis une irradiation par les rayons X.
L'importance de la réponse immunitaire (qui se manifeste par la production d'anticorps anti-GRM) est évaluée par un test d'agglutination. Pour cela le sérum des Souris de chacun des lots est prélevé et mis en présence de globules rouges de Mouton (GRM).
Les résultats sont consignés dans le tableau.
 
 
 

Lots de Souris

Traitements

Premier lot Deuxième lot Troisième lot
temps t1
injection intraveineuse
de cellules de thymus
de cellules de moelle osseuse rouge
de cellules de thymus et de cellules de moelle osseuse
temps t2
(quelques jours plus tard)
injection intraveineuse
de GRM
de GRM
de GRM
temps t3
(quelques jours plus tard)
prélèvement de sérum
prélèvement de sérum
prélèvement de sérum
expérience finale
contact sérum-GRM
pas d'agglutination
très légère agglutination
agglutination

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Avant de commencer

Une analyse des expériences doit apparaître dans votre copie et pas seulement les conclusions. Réfléchissez à l'ordre d'analyse des deux documents en fonction de ce qu'ils montrent.



PARTIE III : Enseignement obligatoire (5 points)

Aspects de l'histoire et de l'évolution de la Terre

Deux scénarios sont envisagés pour expliquer l'apparition des molécules prébiotiques sur Terre :

A partir des informations contenues dans les documents 1 à 4, discutez la validité de ces deux scénarios.

Remarque : "prébiotique" signifie "présent avant l'apparition de la vie".

Document 1.
Quelques tentatives expérimentales de reconstitution de l'atmosphère et de l'océan primitifs.
On utilise un dispositif analogue à celui présenté ci-dessous. Le mélange de gaz est soumis à d'intenses décharges électriques et les produits de synthèse sont récupérés dans le siphon ("piège" sur le document).

(d'après Caron et al., 1995)
Résultats obtenus en fonction de la nature du gaz introduit dans le ballon :
gaz introduit dans le ballon composés prélevés dans le siphon
mélange de CO2, CO, NH3, CH4, H2O uracile, cytosine, thymine et nombreux acides aminés
mélange de CO2, CO, N2, H2 composés organiques diversifiés mais pas d'acides aminés ni de bases azotées
N.B. : En présence de dioxygène, les bases azotées et les acides aminés sont rapidement détruits par oxydation.

Document 2.
Densité des cratères de comètes, météores et météorites à la surface de la Lune en fonction de leur âge.

Document 3.
Composition moyenne des gaz volcaniques terrestres et des chondrites
Les chondrites sont des météorites apparues en même temps que le reste du système solaire et n'ayant subi depuis aucune évolution géologique notable.


H2O
CO2
N2
O2
autres gaz
gaz volcaniques terrestres (%)

80 +/- 10
20 +/- 10
1 +/- 5
0
faibles valeurs

gaz chondritique (%)

83 +/- 3
12 +/- 4
5 +/- 3
0
faibles valeurs

Document 4.
Analyses chimiques de la comète de Halley et de la météorite de Murchinson.
 
 
 

Comète de Halley (analyse en pourcentage de la masse totale)
La fraction organique constitue en moyenne 33 % des poussières de la comète.
Détail de la composition de la fraction organique :
hydrocarbures                                           16.2 % (+/- 10)
molécules organiques riches en oxygène       5.2 % (+/- 3)
molécules organiques riches en azote            4.5 % (+/- 2)
molécules organiques riches en soufre            1.8 % (+/- 1)
eau incluse dans la fraction organique             5.5 % (+/- 2.5)
Météorite de Murchinson
La fraction organique est constituée d'un polymère de masse moléculaire très importante mais insoluble, donc difficile à étudier. On a en revanche identifié dans la fraction soluble 411 composés organiques différents.
227 hydrocarbures différents
  44 acides carboxyliques différents
  74 acides aminés différents
  12 amines et amides des bases azotées : adénine, guanine et uracile.
(d'après Delsemme, 1994)

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Avant de commencer

Faites une analyse poussée des documents et mettez en relation les informations que vous en tirez. Par discuter, on entend le fait de peser le pour et le contre des deux hypothèses en fonction des informations disponibles.


PARTIE III : Enseignement de spécialité (5 points)

Évolution humaine et environnement

La mise en relation des informations apportées par l’étude des documents 1 à 3 vous permet-elle de confirmer ou d'infirmer l'hypothèse selon laquelle l'hémisphère Nord a été soumis à des variations climatiques au cours des 100 000 dernières années ?

Document 1.
Thermomètre isotopique de la neige.
Variations du rapport des concentrations entre les isotopes 18O et  16O des molécules de H2O qui constituent la glace polaire, en fonction de la température de précipitation de la neige qui l'a formée.

Le principe d'utilisation des isotopes n'est pas attendu.

Document 2.
Etude d'une carotte de glace extraite de la calotte du Groenland.

Document 3.
Diagramme pollinique de la tourbière de la Grande Pile en Haute Saône
(d'après Woillard).


 

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Avant de commencer

Distinguez les arguments tirés d'une analyse minutieuse des documents 2 et 3 puis montrez qu'ils convergent, les données pouvant être mises en parallèle en fonction du temps.