Nouvelle Calédonie. Série S - Septembre 1996

Durée de l’épreuve : 3 h 30

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

SUJETS


PARTIE I : (8 points)

Mécanismes de l’immunité

Les lymphocytes B : origine et rôle dans la réponse immunitaire spécifique.

Vous ferez les schémas que vous jugerez nécessaires pour une bonne compréhension de votre devoir.

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Avant de commencer

Après avoir expliqué comment se forment les lymphocytes B, examiner leurs fonctions et les structures qui les sous-tendent pour expliquer leur rôle au cours des réactions immunitaires. Soigner les schémas.


PARTIE II : (7 points)

Un des aspects de la régulation du fonctionnement ovarien

Afin d'étudier le fonctionnement ovarien, on a extrait de l'hypophyse antérieure des femelles de mammifères deux glycoprotéines FSH et LH dont on veut connaître le rôle.

Exploitez les documents 1 et 2 et, en vous appuyant sur vos connaissances, montrez comment l’hypophyse agit sur le fonctionnement de l’ovaire.

Document 1.

Chez une rate hypophysectomisée l'insertion d'implants libérant FSH provoque, au niveau des ovaires, la formation de nombreux follicules cavitaires et leur évolution, mais il n'y a pas d'ovulation.

Chez la lapine, dont l'ovaire reste bloqué en fin de phase folliculaire tant qu'un accouplement ne s'est pas produit, l'injection d'une dose de LH déclenche l'ovulation.

Chez la guenon l'hypophysectomie, effectuée au début de la phase lutéinique, provoque la chute du taux de progestérone.

Document 2.

Il est possible de doser les concentrations de FSH et de LH dans le sang d'une femme. Les tracés 2a expriment les valeurs moyennes quotidiennes établies chez une femme de 28 ans.

On a également représenté les concentrations d'oestradiol et de progestérone (2b)


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Avant de commencer

Exploitez au maximum les documents pour montrer que les gonadostimulines hypophysaires sont responsables des deux aspects du fonctionnement ovarien : production d’un gamète et production d’hormones. Mettez ces informations en relation avec vos connaissances quand il le faut pour compléter votre démonstration.


PARTIE III : Enseignement obligatoire (5 points)

La lignée humaine




En reliant par un raisonnement logique les renseignements apportés par les documents 1 à 4, dites si les Australopithèques avaient acquis la bipédie.

Document 1. Schéma montrant l'angle du fémur, chez l'homme, un grand singe et Australopithecus afarensis.

L'angle que forme le fémur avec une ligne horizontale passant au niveau du genou a une importance capitale pour la locomotion bipède. Chez l'homme, le fémur fait un angle tel que le pied peut se trouver au-dessous du centre de gravité durant l'avancée de la jambe. Chez le grand singe, le fémur ne forme pas un angle aussi accusé, ce qui entraîne un dandinement dans sa locomotion bipède.



Document 2. Position des centres de gravité du corps chez l'homme (A), un grand singe (C) et Australopithecus africanus (B).

Chez l'homme actuel en position debout et vu de profil (A) la verticale de gravité du corps passe à peu près par une ligne joignant les deux têtes fémorales permettant un équilibre optimal du tronc sur les membres inférieurs, les axes mécaniques du corps se trouvant ainsi alignés. Chez le chimpanzé (C), le centre de gravité du corps, G1, est beaucoup plus antérieur que chez l'homme en lien avec le plus faible redressement du tronc qui introduit une forte flexion des hanches et des genoux. Il est aussi beaucoup plus haut par rapport au niveau vertébral et donc très éloigné des articulations coxo-fémorales, ce qui entraîne un équilibre plus précaire du tronc sur les membres inférieurs. Chez "Lucy" (B) la position de la verticale de gravité est suggérée : elle n'était probablement pas encore aussi reculée que chez l'homme moderne. La position du centre de gravité de la tête, G2, n'est qu'approximative chez Lucy.
 
 



Document 3. Bassins chez l'homme, un grand singe et Australopithecus afarensis.

Les muscles abducteurs maintiennent le corps en équilibre lorsque le bassin ne repose que sur une seule jambe. L'articulation de la hanche joue le rôle d'un pivot sur lequel repose le bassin. Les abducteurs sont très puissants parcequ'ils doivent s'opposer au couple du poids du corps qui s'exerce loin de l'articulation : le bras de levier du poids est important. Ce bras de levier était encore plus long chez Australopithecus afarensis, mais l'action des abducteurs était facilitée par l'évasement des ilions.

Document 4. Structure interne du col du fémur de chimpanzé, d'homme et d'Australopithecus afarensis.
La structure comparée du col du fémur diffère selon que la locomotion est bipède ou quadrupède. Une coupe du col du fémur de chimpanzé (à gauche) révèle une épaisse paroi osseuse renforcée par une crête dans la partie supérieure. Grâce à sa structure, le col du fémur résiste aux fortes contraintes créées par les sauts et les déplacements dans les arbres. Chez l'homme, au contraire, la paroi osseuse de la partie supérieure du col du fémur est mince (au milieu) ; le col est adapté aux contraintes de la marche bipède. Le document de droite indique la structure du col du fémur chez Australopithecus afarensis.
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Avant de commencer

Résumez d’abord de manière succincte chaque document puis reliez ces informations pour montrer qu’elles forment un ensemble logique et cohérent qui accrédite l’acquisition de la bipédie chez les Australopithèques. Il ne s’agit pas de paraphraser les textes des documents proposés mais de mener une démonstration s’appuyant sur les faits proposés.


PARTIE III : Enseignement de spécialité (5 points)

Les causes de la crise Crétacé-Paléocène

Il y a 65 millions d'années de nombreux groupes d'êtres vivants disparurent aussi bien dans les milieux aquatiques que terrestres.

Dans les sédiments marins, le passage du Crétacé au Paléocène est repéré par la présence d'une fine couche noire d'argile pure qui se trouve au sommet d'un banc de craie.

Dans les documents proposés (documents de 1 à 4), relevez les informations qui sont en faveur de l’une ou l’autre des deux hypothèses (hypothèse météoritique et hypothèse volcanique) susceptibles d’expliquer la crise Crétacé-Paléocène. Quelle est celle qui paraît la plus probable ?

Document 1.

En 1979, une équipe de l'université de Berkeley (Californie), découvrit, dans la couche d'argile de la limite Crétacé-Paléocène de plusieurs sites marins, une teneur en iridium anormalement élevée de l'ordre de 10 à 50 ng/g. Ce métal, comme tous les métaux de la famille du platine dont il fait partie, est extrêmement rare dans les roches de l'écorce terrestre (teneur inférieure à 0.05 ng/g). En revanche il est relativement abondant dans la matière extraterrestre (environ 500 ng/g dans les météorites pierreuses, les plus communes).

En 1983 un groupe de géochimistes découvrit que les particules rejetées dans l'atmosphère au cours de l'éruption du Kilauea, un volcan de l'île Hawaï, contenaient une proportion appréciable d'iridium.

On constate également que l'anomalie en iridium ne se limite pas à la couche d'argile mais s'étend de part et d'autre sur une épaisseur de sédiment représentant une durée d'au moins 50 000 ans.

Cette distribution stratigraphique peut s'expliquer par un événement bref dont l'enregistrement a été perturbé par la diffusion de l'iridium dans le sédiment. Elle peut aussi indiquer un phénomène de longue durée.

(D'après "La Recherche" n°260, Décembre 1993).

Document 2.

En 1981, J. Smit découvrit des sphérules basaltiques. Il s'agit de particules, d'environ 1 mm de diamètre, présentes dans la couche d'argile de la limite Crétacé-Paléocène. Ces sphérules peuvent provenir de gouttelettes de lave projetées par un volcan ou de fragments de roche basaltique, pulvérisés et fondus lors d'un impact violent.

(D'après "Pour la Science" n°158, Décembre 1990).

Document 3.

Dans la couche d'argile de la limite Crétacé-Paléocène des minéralogistes observèrent, en 1984, des quartz choqués c'est à dire des minéraux présentant des défauts en lamelles. Ces défauts, correspondant à des anomalies du réseau cristallin du quartz, ont été attribués à l'application soudaine d'une pression élevée ; on parle de "métamorphisme de choc".

En 1986, des minéralogistes et géologues découvrirent des minéraux déformés dans la matière éjectée par l'éruption du volcan Toba, en Indonésie.

Au début des années 1990, des chercheurs de l'université de Lille observèrent, au microscope électronique à transmission, des quartz choqués prélevés dans des cratères d'impacts météoritiques. Les défauts en lamelles ayant été bien identifiés, ils les comparèrent à ceux des quartz de la limite Crétacé et observèrent exactement les mêmes anomalies. L'étude, avec la même méthode, des quartz déformés du volcan Toba a permis de montrer qu'ils ne contiennent aucun défaut de choc.

(D'après "La Recherche" n°260, Décembre 1993).

Document 4.

D'autres minéraux étranges se rencontrent dans les sédiments de la limite Crétacé-Paléocène ; il s'agit de cristaux microscopiques de magnétite nickelifère, groupés en paquets. Ces magnétites nickelifères ne peuvent se former que pendant la fusion d'un matériel riche en nickel dans une atmosphère riche en oxygène. Ces conditions sont réunies lorsqu'une météorite, toujours riche en nickel, entre dans l'atmosphère. Cependant on a pu constater que la composition chimique de ces magnétites nickelifères varie d'un site à l'autre. Les magnétites découvertes en Espagne ne sont pas les mêmes que celles d'Afrique du Nord ou de l'Océan Pacifique.

(D'après "La recherche" n°260, Décembre 1993)


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Avant de commencer

Faites la liste des arguments en faveur de chaque hypothèse présentés dans chacun des documents puis analysez-les avec esprit critique : recherchez les données qui peuvent conforter l’une ou l’autre hypothèse ou, au contraire, les contredire avant d’en dresser le bilan.