Centres étrangers, groupe I. Série S - Juin 1997

Durée de l’épreuve : 3 h 30

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

SUJETS



PARTIE I : (7 points)

Mécanismes de l’immunité

Le système immunitaire assure l'intégrité de l'organisme par des mécanismes spécifiques ou non. Ceux-ci impliquent la distinction entre les constituants de l'organisme (le soi biologique) et les autres molécules (le non soi).

Après avoir défini le soi et le non-soi, montrer comment le non-soi est reconnu, neutralisé et éliminé, lors d’une réponse à médiation humorale.

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Avant de commencer

Le plan est donné dans le sujet. Donnez les définitions demandées dans l’introduction et distinguez les niveaux cellulaire et moléculaire dans chaque partie du développement. Illustrez votre propos par des schémas.


PARTIE II : (8 points)

Histoire et évolution de la Terre et des êtres vivants

L'étude des documents suivants permet de proposer une reconstitution de l'évolution de la composition de l'atmosphère primitive, en relation avec les premières étapes de la vie sur Terre.

A l’aide de vos connaissances sur la composition primitive de l’atmosphère au moment de la formation de la Terre, montrer que les informations données par les documents 1 et 2 permettent de suivre l’installation de la photosynthèse sur la planète et de dater l’apparition du dioxygène dans l’atmosphère.

Document 1.

C'est dans l'Ouest de l'Australie (groupes de Warrawoona et de Fortescue) qu'ont été découvertes les plus anciennes traces de vie. Dans des roches datées respectivement de - 3.5 et - 2.8 milliards d'années ont été trouvées des structures biosédimentaires appelées stromatolites, que l'on interprète comme le résultat d'activités de cyanobactéries par analogie avec les dépôts calcaires précipités autour des algues bleues actuelles. Celles-ci précipitent les carbonates sous forme de fins feuillets de calcaire qui s'empilent.
Extrait de "Comprendre et enseigner la planète Terre" J.M. Caron, 1989

Document 2. Dépôts sédimentaires du Précambrien

(1) Les minerais de fer rubanés sont formés par l'alternance de rubans rouges d'oxyde de fer (Fe2O3) et de pyrite (FeS2).
(2) Les couches rouges sont observées sur tous les continents. Il s'agit de roches colorées par de l'oxyde de fer.

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Avant de commencer

Commencez par indiquer la composition globale de l’atmosphère primitive avant d’exploiter les documents. Ceux-ci permettent de dater l’apparition de la photosynthèse (cyanobactéries) et d’expliquer le devenir du dioxygène produit.


PARTIE III : Enseignement obligatoire (5 points)

Aspects du fonctionnement des centres nerveux
Genèse d'un message nerveux au niveau d'un récepteur sensoriel à l'étirement chez l'écrevisse

Le récepteur à l'étirement de l'écrevisse est un neurone sensoriel dont les ramifications dendritiques sont reliées à une fibre musculaire.
Le document 1 présente cette organisation.
Le stimulus du récepteur est un étirement de la fibre musculaire que l'on va réaliser dans les expériences suivantes par traction sur celle-ci.
L'étirement croissant de la fibre musculaire (tracés A) est accompagnée de phénomènes électriques enregistrés à l'aide de deux microélectrodes introduites dans le corps cellulaire (tracés B) et dans l'axone (tracés C) du neurone récepteur.
Les résultats sont donnés par les courbes du document 2.
Les courbes du document 3 traduisent l'amplitude du potentiel récepteur et la fréquence des potentiels d'action du récepteur à l'étirement de l'écrevisse en fonction de la longueur de la fibre musculaire.

A partir de l’étude des documents proposés, montrer comment naît et est codé le message nerveux au niveau d’un neurone sensoriel, le récepteur à l’étirement de l’écrevisse.

Document 1. Schéma de structure d'un récepteur à l'étirement chez l'écrevisse

Document 2. Enregistrement de la réponse du récepteur à l'étirement au cours des trois expériences de tractions sur la fibre musculaire

Document 3. Amplitude du potentiel récepteur et fréquence des potentiels d'action du récepteur à l'étirement en fonction des variations de la longueur de la fibre musculaire.


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Avant de commencer

Même si ce récepteur vous est inconnu, il s’agit de retrouver des mécanismes généraux déjà étudiés : potentiel de récepteur, graduable et sommable, potentiel d’action, non graduable, non sommable mais de fréquence variable.


PARTIE III : Enseignement de spécialité (5 points)

Fonctionnement d’un système de régulation

Mécanisme de régulation de la pression artérielle

L'irrigation correcte des organes (le cerveau, par exemple) demande une régulation de la pression artérielle.
Nous vous proposons d'étudier comment se fait cette régulation au moment du lever, lors du passage de la position couchée à la position verticale.

A partir des documents proposés, identifier les mécanismes mis en jeu dans cette régulation. Faire figurer ces mécanismes sur le document 4, à rendre avec la copie.

Document 1. Enregistrement de la pression artérielle d'un sujet de 35 ans.

Document 2.
Le tableau ci-dessous regroupe les valeurs de pression systolique dans l'artère carotide chez le sujet en position horizontale (0°) et pendant le basculement à + 60°, la tête vers le haut, puis une heure après le basculement.
 

Position
Vaisseau sanguin
+ 60°
immédiat
+ 60°
après une heure
Artère carotide 100 mm Hg 85 mm Hg 110 mm Hg

Document  3.
Il permet de suivre, lors d'une augmentation ou d'une diminution de pression au niveau carotidien
- les modifications d'état électrique au niveau des fibres issues du sinus carotidien et en même temps sur les fibres allant aux artérioles et au coeur (voir document 4).
- les modifications de fréquence cardiaque et d'état de contraction des artérioles dont dépend la pression artérielle.

Document 4. A rendre avec la copie


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Avant de commencer

Limitez-vous à ce qui est demandé et peut être déduit des documents : régulation nerveuse de la pression artérielle lors du passage de la position couchée à la position debout. N’oubliez pas de compléter le schéma fonctionnel.