SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE

- Série S -

Sportifs de haut niveau - Septembre 1997

Durée de líépreuve : 3 h 30

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



PARTIE I : (8 points)

Unicité génétique des individus et polymorphisme des espèces

Méiose et fécondation

Au cours de la reproduction sexuée, méiose et fécondation assurent un brassage des gènes.

On peut le montrer en utilisant deux souches de drosophiles de lignées pures, l'une à ailes longues et corps gris (allèles dominants), l'autre à ailes vestigiales et corps ébène (allèles récessifs). Ces deux caractères, longueur des ailes et couleur du corps, sont indépendants.

En utilisant cet exemple pour illustrer votre exposé, expliquer en vous aidant de schémas comment les mécanismes de la méiose et de la fécondation assurent un brassage génétique.

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Avant de commencer

Ne vous contentez pas de décrire méiose et fécondation, montrez qu'il y a brassage génétique par redistribution des allèles.



PARTIE II : (7 points)

Histoire et évolution de la Terre et des êtres vivants

L'étude des molécules homologues telles les globines permet de proposer des scénarios concernant la complexification et la diversification des génomes au cours du temps.

Les globines constituent un ensemble de chaînes polypeptidiques impliquées dans les transferts de dioxygène au sein de l'organisme des Vertébrés.

Le document 1 présente certaines caractéristiques des globines humaines. Le document 2 donne la répartition de ces globines dans différents groupes de Vertébrés et l'âge des plus anciens fossiles étudiés dans chacun de ces groupes.

En utilisant vos connaissances sur les mécanismes susceptibles d'expliquer la diversité des globines, proposez, au cours des temps géologiques, un ordre possible d'apparition des différents groupes de Vertébrés considérés. Vous pourrez vous aider d'un schéma.

Document 1.
Caractéristiques des globines humaines

Document 2.
Répartition des globines dans différents groupes de Vertébrés
 
 

GROUPE
GLOBINES
AGE
en millions d'années
Poissons primitifs
(Agnathes)
myoglobine
500
Poissons cartilagineux 
et osseux
myoglobine
hémoglobine alpha
450
Amphibiens
myoglobine
hémoglobines alpha et béta
370
Reptiles
myoglobine
hémoglobines alpha, béta, gamma
300
Mammifères
myoglobine
hémoglobines alpha, béta, gamma, epsilon
100

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Avant de commencer

Proposez un ordre logique s'appuyant sur l'âge d'apparition des globines et sur le fait que les protéines de même origine sont d'autant plus différentes dans leur séquence d'acides aminés qu'elles ont divergé il y a plus longtemps.



PARTIE III : Enseignement obligatoire (5 points)

Mécanismes de l'immunité

"La réponse immunitaire d'un organisme à une infection présente une composante humorale spécifique avec intervention d'immunoglobulines (anticorps)."

A partir des 3 documents ci-après relatifs à l'infection tétanique, retrouvez les arguments qui permettent une telle affirmation.

Document 1.


Figure 2 : Plasmocyte

Document 2.
Conséquences d'injections de toxines tétanique ou diphtérique.

Document 3.
Evolution du taux d'immunoglobulines chez un individu infesté par le bacille tétanique, et chez un individu non infecté.


 
 
 

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Avant de commencer

Choisissez bien l'ordre d'exploitation des documents par rapport aux termes à justifier "réponse à une infection", "composante humorale spécifique", "immunoglobulines (anticorps)".


PARTIE III : Enseignement de spécialité (5 points)

Aspects du fonctionnement des centres nerveux

Le potentiel d'action se manifeste par une variation momentanée de la polarisation membranaire en un point du neurone (document 1).

On se propose de rechercher les phénomènes ioniques qui sont à la base du potentiel d'action.

Utilisez les informations recueillies dans les documents 2 et 3 pour reconstituer les phénomènes ioniques à l'origine de la séquence d'événements constituant le potentiel d'action (document 1).

Document 1.
Variations de polarisation membranaire (potentiel d'action) d'un axone géant de Calmar

Document 2.
Composition ionique des milieux extra et intracellulaires d'un axone géant de Calmar (en mmol.L-1).
 
 

Na+ K+
Milieu extracellulaire
140
5
Milieu intracellulaire
14
140

Document 3.
La technique du voltage imposé
Cette technique permet d'imposer un voltage de durée et de valeur appropriées à la membrane d'un axone géant de Calmar et de mesurer la valeur des courants ioniques traversant alors la membrane du neurone.

Expérience 1. On impose un voltage de 0, c'est à dire que l'on annule le potentiel de membrane. Les résultats enregistrés sont alors ceux du document A.
Par ailleurs, on note que si le voltage imposé est trop faible (on ne s'éloigne pas assez de la valeur du potentiel de membrane au repos), aucun courant ionique ne traverse la membrane.

Document 2.
Expérience 2. La tétrodotoxine, toxine isolée de certains organes du poisson Tétrodon, bloque le mécanisme de perméabilité au sodium de l'axone géant de Calmar. Lorsqu'on applique ce poison à l'extérieur de la cellule et que le voltage imposé est de 0 mV, on observe les résultats donnés dans le document B, courbe 1.
Expérience 3. L'ion tétraéthylammonium (TEA) bloque sélectivement la perméabilité aux ions K+. Lorsqu'on applique ce poison à l'intérieur de l'axone géant de Calmar et que le voltage imposé est de 0 mV, on observe les résultats du document B, courbe 2.

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Avant de commencer

Identifiez d'abord les différents événements électriques constituant le potentiel d'action avant d'établir l'origine ionique de chacun d'entre eux.