bac ES enseignement scientifique Sujet 0, deuxième exemple

bac ES Sujet 0, deuxième exemple : barème officiel

Du génotype au phénotype, applications biotechnologiques - question 1 (sujet)

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Les différentes origines génétiques de l'obésité chez l'Homme :
une anomalie du gène codant l'hormone de satiété (la leptine) : dans ce cas (manque de leptine), l'hypothalamus n'est pas stimulé et n'inhibe pas l'appétit.
une anomalie du gène codant le récepteur de la leptine ; l'hormone de satiété est présente, mais ne peut agir : l'appétit n'est pas inhibé.
Un même phénotype peut correspondre à plusieurs génotypes :
Un individu non obèse peut être homozygote ou hétérozygote :
Désignons par ob+ le gène non muté et ob le gène muté ; un individu non obèse peut être de génotype ob+//ob+ ou ob+//ob. Un individu obèse a le génotype ob//ob.
Désignons par R+ le gène non muté codant pour le récepteur et R le gène muté ; un individu non obèse peut être de génotype R+//R ou R+//R+. Un individu obèse a le génotype R//R.

Du génotype au phénotype, applications biotechnologiques - question 2

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Les gènes sont des segments de la molécule d'ADN codant pour des protéines. La séquence des nucléotides dans l'ADN gouverne la séquence des acides aminés dans la protéine.
L'ADN est transcrit en ARN messager dans le noyau.
Cet ARNm est traduit en séquence protéique dans le cytoplasme selon un système de correspondance : le code génétique.
L'information génétique d'un être vivant peut être modifiée :
par mutation du gène c'est à dire par modification spontanée de la séquence des nucléotides
par transgénèse c'est à dire par introduction d'un gène (en provenance d'un autre individu de la même espèce ou d'une autre espèce) dans le génome de l'être vivant considéré.
Application de la transgénèse intraspécifique ou interspécifique : production de nouvelles protéines (hormone de croissance, insuline, facteur de coagulation...).
Diagnostic de certaines maladies : prédiction d'un phénotype à partir d'un génotype par détection de certains allèles ; diagnostic prénatal.
Ouverture sur la portée et les limites, du point de vue scientifique, social et éthique.

Alimentation, production alimentaire, environnement - question 1 (sujet)

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Les élevages industriels d'animaux produisent du lisier, une source de nitrates quand il est répandu sur le sol.
Quand les sols contiennent trop de nitrates, ces substances chimiques sont entraînées par les eaux de ruissellement et traversent le sol et le sous-sol. Ainsi, les nitrates s'accumulent dans les eaux de surface et dans les nappes phréatiques.
Dans le bassin de Moselle, la teneur en nitrates des eaux des nappes était inférieure à 40 mg.L-1 avant 1973 (friches, culture labourée). Elle s'est accrue considérablement avec les cultures recevant du lisier (teneur supérieure à 120 mg.L-1 en 1982). Cette teneur a de nouveau baissé après l'arrêt de l'épandage du lisier sur les cultures.
Mais le taux demeure relativement élevé pendant plusieurs années.

De fortes concentrations de nitrates dans les eaux (supérieures à 50 mg.L-1) deviennent dangereuses pour la santé de l'Homme.
Ces nitrates sont peu toxiques lorsqu'ils sont ingérés en petite quantité; ils le deviennent lors d'absorptions massives répétées.
Ils sont aussi nocifs lorsqu'ils sont transformés en nitrites par des micro-organismes réducteurs (nitrification) dans des aliments ou des eaux contaminés, ou dans le tube digestif dans des conditions pathologiques.
Ces nitrites peuvent transformer l'hémoglobine en méthémoglobine, incapable de transporter le dioxygène aux cellules.
Les femmes enceintes et les nourrissons sont les plus exposés.
Ils peuvent aussi être à l'origine de certains cancers (cancers gastriques).

Alimentation, production alimentaire, environnement - question 2

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Avantages de l'utilisation des engrais :
- nutrition minérale et organique et augmentation de la productivité
- apport d'engrais chimiques (nitrates, phosphates, sels d'ammonium ou de potassium) aux sols cultivés
- augmentation de la production secondaire par le jeu des chaînes alimentaires.
Limites de l'utilisation des engrais et respect de l'environnement :
- transformation de l'azote organique par les bactéries du sol en nitrates
- exportation des nitrates et des phosphates par le ruissellement et l'infiltration; contamination des nappes phréatiques et des lacs; eutrophisation et modification des flore et faune
- pollutions dangereuses pour l'homme et les animaux; concentration dans les chaînes alimentaires.
Ouverture sur les conséquences des pratiques agricoles mais aussi sur les contraintes de la production alimentaire.

Une ressource indispensable : l'eau - question 1 (sujet)

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Les activités domestiques rejettent azote (déchets humains) et phosphore (lessives). Ces substances accélèrent le développement d'une flore aquatique dont la mort puis la putréfaction créent une DBO. Il en découle une gène physique pour d'autres activités humaines et une mort de la faune aquatique = eutrophisation.

Une ressource indispensable : l'eau - question 2

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Envisager sommairement les principales étapes du fonctionnement d'une station d'épuration.
Montrer le rôle des microorganismes dans les processus de dégradation de la matière organique et d'épuration des eaux usées.
Envisager les limites de ce fonctionnement (boues, métaux lourds résiduels, coût).
II est possible d'utiliser des détergents sans phosphates, si les consommateurs et les fabricants le veulent, et de traiter les eaux usées pour les épurer, ce qui réduit l'eutrophisation.
L'agriculture utilise des engrais azotés dont une part n'est pas utilisée par les cultures et va dans l'eau de surface; une limitation de ces engrais par des incitations financières réduit ce type de pollution.
L'ensemble de ces mesures a une efficacité sensible, mais pas totale.
Ouverture sur la fragilité de l'environnement global, questionnement de l'homme sur son rôle dans la gestion durable de cette ressource planétaire.

Place de l'Homme dans l'évolution - question 1 (sujet)

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Mutation : modification de la séquence de nucléotides dans un gène, à l'origine de modification de la séquence des acides aminés dans la protéine et de la modification de la fonction de la protéine ; apparition d'un caractère nouveau.
Les premiers gènes, composés de 30 à 40 nucléotides se sont mis bout à bout : gène plus long, protéine plus longue, structure et fonction différentes, nouveau caractère.
Duplication de gènes. Le gène en double exemplaire sur le même chromosome s'exprime ; puis les deux gènes se différencient (mutations différentes) : protéines codées différentes et caractères nouveaux.
Quel que soit le mécanisme, l'apparition d'un caractère nouveau (faire du neuf), nécessite l'apparition d'un nouveau gène, soit par mutation : transformation d'un gène ancestral (avec du vieux), soit par duplication d'un gène ancestral, puis mutations.

Place de l'Homme dans l'évolution - question 2

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Le cas de la lignée des Hominidés. Au miocène, une communauté de primates aux mœurs proches des pongidés actuels : animaux évoluant dans les forêts tropicales humides et se déplaçant dans les arbres (vie arboricole).
Il y a 7 M.A., création du rift en Afrique orientale, modification des conditions de milieu de vie (climat, végétation), isolement géographique de deux sous populations.
Dans ces deux populations, des mutations affectant les gènes du développement ont permis l'apparition d'individus pouvant se tenir debout. La population occidentale, soumise aux mêmes conditions de milieu, conserve une vie arboricole.
La population orientale soumise, à la disparition de la forêt, à un climat plus sec exerçant une pression de sélection différente, a connu une autre évolution. Les bipèdes ont une meilleure vigilance vis à vis des prédateurs; ils ont pu être sélectionnés aux dépens des quadrupèdes. Les facultés de commande du geste s'améliorent avec le développement simultané de l'encéphale. Les capacités psychologiques augmentent, le langage apparaît.
Emergence de la lignée humaine.

Commentaire personnel : une vision lamarkienne de l'évolution !

Une ressource naturelle : le bois - question 1 (sujet)

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Après les actions inconsidérées de l'Homme (destruction de la forêt et surpâturage), le cycle de l'eau est perturbé, ce qui cause de graves inondations. L'obligation de reboiser certaines zones réduit le ruissellement et régularise ainsi les cours d'eau. La forêt de montagne protège l'homme et l'environnement.
Le reboisement se fait avec des essences adaptées au milieu (Pin à crochets). La protection du milieu par la forêt est compatible avec la production de bois commercialisable (Sapin, Hêtre, Frêne, Mélèze, Epicéa). Ces forêts de reboisement doivent être entretenues et correctement gérées.

Une ressource naturelle : le bois - question 2

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Le bois a des propriétés communes à toutes les essences ; il a un intérêt économique.
- Il contient beaucoup de matières organiques, surtout de la cellulose : il peut brûler et fournir de l'énergie (comme combustible).
- La cellulose peut servir à la fabrication de pâte à papier.
- La structure du bois lui donne une certaine rigidité : c'est un matériau de construction et un isolant. Sa structure fibreuse lui permet de résister à l'étirement.
- Il est peu dense et flotte, en général, ce qui facilite parfois son transport et autorise son emploi en construction navale, par exemple.
Certaines essences ont un intérêt particulier :
- pour leur couleur, rouge pour l'Acajou, le Poirier, le Merisier, noir pour l'Ebène, le Noyer (utilisation en ébénisterie, placage)
- bois imputrescibles et utilisables pour des charpentes ou au contact de l'eau : Teck et Chêne riche en tannins
- bois à fibres longitudinales se débitant en longueur (déroulage, tonnellerie en châtaignier), bois à fibres radiales et longitudinales résistant à l'éclatement (ébénisterie Chêne, Orme.)
- tannins du chêne permettant l'emploi de ce bois peu perméable pour la tonnellerie (vieillissement des vins et alcools).

L'implantation des essences prend en compte des contraintes écologiques, édaphiques et climatiques.
- espèces tolérant les sols siliceux acides ou des sols calcaires neutres ou basiques,
- espèces thermophiles des stations méditerranéennes ou espèces plus septentrionales, montagnardes,
- rôle dans la fixation des sols, la diminution de l'érosion, du ruissellement.

Ouverture sur le rôle des forêts : cycle de l'eau, climat, et sur leur gestion publique et privée.

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