Les critères de notation sont sur la page du barème général
Exercice 1, première proposition : (7 points) A la recherche du passé géologique de notre planète - le temps géologique
Eléments scientifiques (connaissances)
Grande idée 1 et notions associées:- Les relations géométriques: superposition, recoupement (inclusion) entre les éléments présents dans un objet géologique permettent de reconstituer la chronologie relative des structures présentes et des événements géologiques enregistrés au sein de l'objet. Une couche sédimentaire superposée à une autre est plus récente qu'elle; une couche en recoupant d'autres est plus récente que les couches qu'elle recoupe.
- Un fossile stratigraphique (grande extension géographique, durée d'existence limitée, abondance) permet d'attribuer le même âge relatif à des roches distantes (sans relation géométrique les unes avec les autres).
Grande idée 2 et notions associées: La datation par radiochronologie permet d'établir une chronologie absolue des roches;
- la quantification de l'élément père radioactif et/ou de l'élément fils radiogénique qui permet d'accéder à l'âge du système;
- les mesures sont effectuées sur un système (roche magmatique ou métamorphique, ou un minéral dans une de ces roches) qui devra s'être fermé (arrêt des échanges avec le milieu) et c'est la fermeture du système qui est datée;
- différents radiochronomètres sont possibles, en fonction de la nature de l'objet étudié, de la période de la réaction de désintégration et de l'âge présumé de l'objet.
Construction scientifique et argumentation
Un exemple (expérience, observation...) au moins est attendu par idée clé.Exemples tirés du document pour la grande idée 1:
- les roches métamorphiques sont des roches sédimentaires métamorphisées lors d'une phase d'orogénèse (formation de montagne);
- la série sédimentaire abcd est en discordance avec ces roches métamorphiques, donc il y a eu entre temps soulèvement et longue période d'érosion;
- Le pluton granitique recoupant les roches métamorphiques leur est postérieur;
- La coulée basaltique recoupant la roche sédimentaire a est postérieure au dépôt de cette couche;
la couche sédimentaire 1 est en discordance avec la série abcd, il y a donc eu basculement de cette série suivit d'une érosion avant son dépot;
- les couches 1 2 3 4 5 6 7 8 superposées les unes aux autres sont donc de plus en plus jeunes;
- la présence de surfaces d'érosion entre certaine de ces couches montre que la sédimentation n'a pas été continue; par exemple il y a eu émersion et érosion entre le dépôt des couches 2 et 3;
- le creusement du Grand Canyon par la rivière Colorado recoupe la couche 8, il est donc récent;
- des fossiles stratigraphiques comme les Trilobites, les Fusulines et les Brachiopodes sont présents dans certaines roches sédimentaires du Colorado.
Exemples tirés du document pour la grande idée 2:
- le granite contient de l'238U ou 235U (uranium) radioactif (éléments pères) qui se transforment en 206Pb ou 207Pb (Plomb) (éléments fils);
- le basalte contient du 87Rb Rubidium radioactif (élément père) qui se transforme en 87Sr Strontium (élément fils);
- ces systèmes se ferment lors de la solidification de ces roches;
- la période du couple Rb /Sr (4,8.109) permet de dater des roches d'âge (de cristallisation) allant de 107 à 4,5.109ans.
(d'autres exemples tirés de la description d'autres structures géologiques que le document peuvent remplacer ou compléter ce qui précède).
Exercice 1, deuxième proposition : (7 points) Comportements, mouvement et système nerveux - lésion cérébrale et motricité
Eléments scientifiques (connaissances)
Grande idée 1 et notions associées: les mouvements volontaires reposent sur:- le cortex cérébral qui comprend des aires sensorielles et des aires motrices spécialisées à l'origine des mouvements volontaires;
- la moelle épinière comprenant des faisceaux de neurones descendants (neurones pyramidaux) connectés par des synapses aux neurones moteurs; les voies pyramidales sont croisées (droite/gauche) au niveau du bulbe rachidien;
- les neurones moteurs envoient des faisceaux connectés aux muscles par l'intermédiaire de synapses neuro-musculaires.
Grande idée 2 et notions associées: les mouvements réflexes reposent sur un ensemble constituant l'arc réflexe myotatique:
- des récepteurs captant les stimulus et reliés à des neurones sensoriels;
- relais synaptique dans la moelle épinière;
- des neurones moteurs connectés aux muscles comme déjà décrit.
Construction scientifique et argumentation
Un exemple (expérience, observation...) au moins est attendu par idée clé. Le barème officiel que j'ai consulté ne donne aucun exemple (nommé "argument" dans le barème officiel)!Exemples pour la grande idée 1:
- activité permanente du cortex cérébral en état d'éveil (aires sensorielles);
- visualisation des aires motrices cérébrales par IRMf réalisés pendant un mouvement volontaire;
- récupération au moins partielle possible grace à la platicité cérébrale;
- un AVC dans l'hémisphère droit entraine des paralysies des muscles du côté gauche du fait du croisement des voies pyramidales;
Exemples pour la grande idée 2:
- le relais synaptique entre neurones sensoriels et moteurs situé dans la moelle épinière n'est pas touché par l'AVC donc l'arc réflexe peut être maintenu.
- observation de coupes de moelle épinière;
- expériences de Magendie: localisation des corps cellulaires des neurones sensoriels et moteurs;
- enregistrement des phénomènes électriques musculaires lors d'un arc réflexe et mise en évidence du temps de réponse lié à la synapse;
Exercice 2, première proposition : (8 points) De la plante sauvage à la plante domestiquée - le phototropisme chez les végétaux
Données (informations issues des documents)
Document 1: le côté éclairé du végétal a une croissance plus faible que le côté non éclairé.Document 2: l'auxine se trouve en plus grande quantité sur le côté non éclairé pour le lot A. La répartition de l'auxine est plus homogène lorsque l'éclairage est uniforme.
Document 3: l'ajout d'auxine entraine une baisse du pH dans le milieu extracellulaire (paroi).
Document 4: les segments des plants de Soja présentent une élongation plus importante lorsque le pH du milieu baisse.
Document 5: lorsque le pH dans la paroi baisse, les expansines se fixent davantage aux molécules de la paroi et peuvent séparer la cellulose de l'hémicellulose (liaison H), ce qui permet l'allongement de la cellule.
Démarche
- Mise en relation des documents 1, 2 et 3 (échelle macroscopique): la présence d'auxine du côté non éclairé du végétal permet l'allongement.- Mise en relation des documents 4 et 5 (échelle moléculaire): la baisse de pH causée par la présence d'auxine rend les parois cellulaires plus fragiles à l'étirement.
Exploitation: mise en relation des informations prélevées et des idées (connaissances)
L'orientation de l'éclairage (conditions du milieu) influe sur la localisation de l'auxine (hormone) dans le végétal.L'auxine permet l'allongement du végétal en allongeant les cellules par une baisse du pH qui fragilise les interactions entre les constituants de la paroi cellulaire.
Exercice 2, deuxième proposition : (8 points) Les climats de la Terre: comprendre le passé pour agir aujourd'hui et demain - la Grande Coupure
Données (informations issues des documents)
Document 1:- augmentation d'environ 1‰ du δ18O dans les roches sédimentaires marines lors de la transition Éocène-Oligocène (TEO);
- baisse du niveau marin d'environ 60 m en 300 000 ans;
- baisse importante du CO2 lors de la TEO passant de 1 100 à environ 800 ppm;
- cette baisse du niveau de CO2 atteint une valeur pour laquellle une glaciation antarctique est possible.
Document 2:
- l'ouverture progressive du passage de Tasmanie depuis 86 Ma et l'ouverture du passage de Drake vers -34 Ma a permis à un courant océanique circumpolaire de se former; le courant chaud issu des zones équatoriales qui venait frôler l'Antarctique ne peut alors plus le faire, bloqué par ce courant circumpolaire; d'où une probable limitation des transferts de chaleur entre les zones chaudes intertropicales et le pôle Sud, favorisant son refroidissement par rapport aux régions voisines.
Document 3: les albédos de la glace et de la neige sont plus élevés que ceux d'autres types de surfaces (forêts, mer).
Document 4:
- le volcanisme libère du CO2 dans l'atmosphère;
- Le CO2 est utilisé par les végétaux lors de la photosynthèse. Le piégeage de la matière organique de ces végétaux retire donc du CO2 de l'atmosphère.
Document 5:
- existence d'un volcanisme depuis au moins -65 Ma qui s'arrête juste avant la TEO et ne reprend plus ensuite;
- présence de pélites riches en matière organique surtout à partir de l'Oligocène, beaucoup moins avant. Donc piégeage de matière organique lors de la TEO.
Démarche
Mise en relation des documents 1, 4 et 5: l'arrêt (local) du volcanisme avant la TEO entraine une diminution du dégagement de CO2; l'augmentation du piégeage du CO2 dans la MO des pélites, explique aussi (au moins en partie) la baisse générale du CO2.Apport de connaissances: le CO2 est un gaz à effet de serre.
Exploitation: mise en relation des informations prélevées et des idées (connaissances)
La baisse du CO2 lors de la TEO s'explique, au moins en partie, par une diminution du volcanisme source de CO2 et par une augmentation du piégeage du CO2 dans la MO dans diverses régions.Cette baisse du CO2 et donc de l'effet de serre entraine un refroidissement global du climat lors de la transition Eocène-Oligocène (TEO). Elle est corrélée à une variation inverse du δ18O des sédiments marins.
Cette baisse de la température combinée au déplacement des continents qui isole l'Antarctique des courants marins chauds démarre l'englacement de l'Antarctique qui est amplifiée par l'augmentation de l'albédo puisque celui-ci représente l'énergie lumineuse (solaire) renvoyée par une surface (auto entretien);
Elle entraine la forte baisse du niveau marin (eau stockée sous forme de glace sur l'Antarctique).
