bac S 2003 métropole corrigé personnel

Partie 2.2 : Enseignement obligatoire (6 points) Stabilité et variabilité des génomes et évolution (sujet)

points
document 1 : protéines (et gènes) homologues
données:
- L'homéodomaine de cette protéine est présente avec un très fort degré de similitude chez des espèces très différentes : 88% d'identité entre l'Homme et l'Oursin, identité des séquences chez le Ver à soie, la Grenouille, la Poule, la Souris et l'Homme).
- Lorsqu'il existe des différences, elles sont toujours sur les mêmes positions ( par exemple les acides aminés 23, 25, 60) alors que certaines régions de la protéine ne sont jamais affectées. Il n'y a pas de décalage des séquences

déductions : ces protéines homologues sont (par définition) codées dans chaque espèce par un gène dérivant d'un géne unique présent chez l'ancêtre commun : gène ancestral.

Les différences sont dues à la conservation à travers la sélection naturelle de mutations ponctuelles aléatoires (ici des substitutions de nucléotides entrainant les "substitutions" d'acides aminés).
Attention: ne pas oublier que c'est l'ADN qui mute et non la protéine !



0,5




1

(globaliser
avec les points
du doc.3)
document 2 : famille multigénique
données:
- Il existe sur le chromosme 11 de la Souris 9 gènes dits homéotiques. Les protéines codées par ces gènes présentent entre elles de fortes similitudes (60% entre HoxB1 et HoxB4 et plus pour les autres couples de protéines).
- Comme précédemment certaines régions de ces protéines HoxB restent identiques d'une séquence à l'autre (mais on ne dispose ici que de 4 séquences). Toujours comme précédemment, on ne constate que des substitutions (d'acides aminés).

déductions : ces 9 gènes dérivent d'un gène ancestral unique; puisqu'on étudie ici l'évolution d'une seule espèce, on est en présence d'une famille multigénique, qui suppose des duplications successives du gène ancestral, puis des mutations ponctuelles de chacun des gènes dérivés expliquant leur divergence.




0,5




1
document 3 : sélection naturelle
données:
- Les acides aminés représentés par des barres noires varient peu (identité toujours supérieure à 50% pour la position). Au contraire les acides aminés représentés en blanc varient beaucoup.
- Les acides aminés représentés en noir sont ceux impliqués dans le repliement de la protéine, ou dans la fixation sur l'ADN.

déductions : contrairement à ce que l'on pourrait croire, les mutations sont au départ aléatoires et touchent toutes les positions de l'ADN. Si on a l'impression que seules certaines zones de l'ADN varient et subissent ces mutations c'est parce que les mutations ayant pour conséquence l'échange d'un acide aminé déterminant dans le repliement ou dans la liaison protéine-ADN sont éliminées par la sélection naturelle et donc n'apparaîssent pas dans la descendance.



0,5




2
Synthèse (pouvant servir de conclusion)  :
Le degré de conservation très élevé des gènes homéotiques s'explique par leur particularité : ils contrôlent l'expression d'autres gènes donc interviennent dans la différenciation cellulaire et le développement. Le remplacement d'un acide aminé par un autre suite à une mutation n'est conservé que lorsque cet échange ne modifie pas la fonctionnalité des protéines codée par ces gènes : mutations neutres.

Par ailleurs les mutations de type délétion ou addition qui entraînent presque toujours l'apparition de codons non-sens ou des substitions conduisant directement à des codons non-sens ne sont pas conservées car la protéine produite, plus courte n'assure plus sa fonction.

Cependant les duplications de ces gènes sont nombreuses et peuvent expliquer l'apparition de différences dans le développement (plan d'organisations nouveaux).


0,5



+0,5 (hors
barème)
L'introduction (ou l'interprétation du document 1) pouvait rappeler la relation gène → protéine et l'existence de différens types de mutations.
La conclusion peut ouvrir en s'interrogeant sur l'aligement des gènes HoxB.
 

Partie 2.2 : Enseignement de spécialité (6 points) Diversité et complémentarité des métabolismes (sujet)

points
Document 1
Données: alors que le CO2 radioactif n'est fourni que de manière localisée, toute la portion de la feuille exposée à la lumière contient des glucides radioactifs.

Déductions : le CO2 est utilisé pour la synthèse des glucides. La synthèse nécessite la présence de lumière. Le CO2 diffuse dans toute la feuille à partir du point d'entrée.


0,5


1
Document 2 (et document 3a)
Données : l'enzyme / la carboxylase est présente dans toutes les cellules des parenchymes chlorophylliens.
Déductions : la synthèse des glucides se fait dans toutes ces cellules.
0,5

Document 3a
Données : les stomates communiquent avec un réseau de lacunes parcourant toute la moitié inférieure de la feuille. Les cellules des parenchymes contiennent de la chlorophylle / des chloroplastes.

Documents 3b et 3c
Données : l'ouverture des stomates et l'intensité photosynthétique montrent deux maximums vers 10h et 18h, et un minimum vers 13h (en plus du minimum nocturne).

Documents 3a, 3b et 3c
Déduction : le CO2 qui entre par les stomates diffuse dans l'ensemble de la feuille jusqu'aux cellules de sparenchymes, lieu de sa fixation. Plus le degré d'ouverture des stomates est grand, plus l'entrée de CO2 est forte et plus l'intensité photosynthétique est grande.



0,5

1
(valeurs
numériques
absolues
ou relatives
exigées)

1

0,5

Mise en relation / Synthèse
Il y a coopération entre structures : stomates pour l'entrée du CO2, parenchyme lacuneux pour sa diffusion, parenchymes chlorophylliens possédant de la carboxylase pour l'absorption de l'énergie lumineuse et la synthèse des glucides (à partir du CO2).
La mise en relation de la fermeture des stomates avec la sécheresse de l'air sera valorisée.
1


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