Les critères de notation sont sur la page du barème général
Exercice 1, première proposition : (7 points) Comportements, mouvement et système nerveux - modulation de la contraction musculaire
Eléments scientifiques (connaissances)
Grande idée 1 et notions associées:- Le raccourcissement d'une cellule musculaire dépend de la concentration d'acétylcholine (neurotransmetteur) libérée au niveau de la synapse neuromusculaire par le neurone moteur.
- Le message nerveux est codé en concentration de neurotransmetteur.
Grande idée 2 et notions associées:
- La fréquence des potentiels d'action varie dans le neurone moteur.
- Dans le neurone moteur le message nerveux est codé en fréquence de potentiel d'action;
- La concentration d'acétylcholine libérée par le neurone moteur dépend de la fréquence des potentiels d'action circulant dans l'axone du neurone moteur.
Grande idée 3 et notions associées:
- Le corps cellulaire du neurone moteur (présent dans la corne ventrale de la moelle épinière) reçoit des informations de différentes voies nerveuses qu'il intègre sous forme d'un message nerveux unique.
- Les voies nerveuses afférentes (dont il reçoit l'information) sont des neurones sensoriels et/ou des neurones issus de faisceaux descendants du cortex moteur.
- l'intégration se fait par sommation spatiale d'informations issues de synapses excitatrices et inhibitrices et par sommation temporelle.
La variation de concentration de calcium issu du réticulum sarcoplasmique permettant de moduler la contraction d'une cellule musculaire n'est pas attendue mais pourra être valorisée. Le rôle des drogues dans la modulation de la contraction musculaire n'est pas attendu, mais ne sera pas pénalisé. La description des mécanismes de la contraction musculaire est hors sujet.
Construction scientifique et argumentation
Deux exemples (expérience, observation...) au moins sont exigibles; aucun exemple (nommé "argument") n'est proposé dans le barème officiel !Exemples pour la grande idée 1:
- électronographies de la synapse neuro-musculaire, expérience d'apport d'acétylcholine au niveau de la synapse neuro-musculaire.
Exemples pour la grande idée 2:
- enregistrement de reflexe myotatique (ExAO), mise en évidence de l'activité des aires motrices cérébrales.
Exemples pour la grande idée 3:
- logiciel de simulation du fonctionnement d'un motoneurone ?
Exercice 1, deuxième proposition : (7 points) Les climats de la Terre: comprendre le passé pour agir aujourd'hui et demain / De la plante sauvage à la plante domestiquée - variation climatique au Carbonifère
Eléments scientifiques (connaissances)
Grande idée 1 et notions associées: la photosynthèse est liée à entrée du dioxyde de carbone dans la matière organique.- l'énergie lumineuse est convertie en énergie chimique (ATP...); - le dioxyde carbone est réduit aboutissant à la production de glucose (matière organique).
Grande idée 2 et notions associées: piégeage de la matière organique sous forme de roches carbonées (charbon).
- dans des périodes de forte productivité végétale (comme au Carbonifère), une partie de la matière organique est piégée sous forme de roches carbonées (fossilisation);
- ces roches constituent des réservoirs de carbone à long terme (le dioxyde de carbone ne retourne pas dans l'atmosphère).
Grande idée 3 et notions associées: la diminution du taux de dioxyde de carbone atmosphérique contribue au refroidissement.
- le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre; la diminution de son taux dans l'atmosphère entraine donc un refroidissement;
- des rétroactions amplifient le refroidissement (non exigible).
Construction scientifique et argumentation
Deux exemples (expérience, observation...) au moins sont exigibles; aucun exemple (nommé "argument") n'est proposé dans le barème officiel !Exemples pour la grande idée 1:
- expériences historiques sur la photosynthèse.
Exemples pour la grande idée 2:
- fossilisation des forêts du Carbonifère.
Exemples pour la grande idée 3:
- modélisations du cycle du carbone.
- serre agricole utilisée comme analogie (vu la complexité à expérimenter sur l'effet de serre !);
Deuxième exercice : (8 points) De la plante sauvage à la plante domestiquée - allogamie chez les Angiospermes
Données (informations issues des documents)
Document 1: on note la présence de fleurs mâles et femelles au niveau de la même inflorescence. La séparation physique des fleurs mâles et femelles par une zone stérile peut limiter l'autogamie.Document 2a: les Philodendrons peuvent produire de la chaleur (via la respiration alternative). Ce mécanisme est localisé au niveau de la membrane interne de la mitochondrie. C'est un flux de protons à travers la protéine transmembranaire UCP qui est à l'origine de cette libération de chaleur.
Document 2b: le gène UCP est exprimé en grande quantité dans la partie stérile de l'inflorescence lors de la phase thermogénique. Cette zone produit donc de la chaleur grâce à la présence de la protéine UCP pendant cette phase.
Document 3a: l'allogamie est favorisée par le fait que les périodes de maturation des fleurs femelles et mâles ne se chevauchent pas (Les fleurs femelles sont matures avant les fleurs mâles). Des Coléoptères Erioscelis emarginata sont visibles au contact de l'inflorescence au début du jour 2. Les Coléoptères quittent l'inflorescence couverts de pollen en direction d'une autre inflorescence où les fleurs femelles sont matures (allogamie). La fixation du pollen sur les insectes est favorisée par la résine collante produite par la face interne de la bractée.
Document 3b: au niveau de l'inflorescence, on observe un pic de chaleur (+16°C) vers 18h30 le 1er jour au moment où les fleurs femelles sont à maturité. Un deuxième pic de chaleur moins important existe le lendemain vers 18h au moment où les coléoptères quittent l'inflorescence.
Document 4a: l'inflorescence émet des composés volatiles dont le dihydro-β-ionone et le méthyl jasmonate. L'association de ces molécules attire spécifiquement l'espèce de Coléoptère Erioscelis emarginata. La première substance n'a pas d'effet lorsqu'elle est isolée, mais en association, elle amplifie l'action de la seconde.
Document 4b: une augmentation de température provoque une diminution de la masse volumique de l'air et donc un mouvement ascendant de l'air.
Démarche
Mise en relation des documents 1 et 3a: l'autogamie est défavorisée par une barrière spatiale et par une barrière temporelle.Mise en relation des documents 3a et 4a: l'allogamie est favorisée par l'attraction d'une espèces particulière de Coléoptères pollinisateurs (coévolution).
Mise en relation avec les documents 2, 3b et 4b: l'attraction des Coléoptères est assurée par la libération de substances odorantes dont la diffusion est favorisée par la thermogénèse.
Exploitation: mise en relation des informations prélevées et des idées (connaissances)
Les particularités des Philodendrons thermogéniques favorisent l'allogamie pour plusieurs raisons:- séparation spatiale des fleurs mâles et femelles sur l'inflorescence;
- séparation temporelle de la maturation des fleurs mâles et femelles; les fleurs femelles sont matures en premier.
- maturation des inflorescences de différents individus à différents moments;
- attraction d'insectes pollinisateurs spécifiques (potentiellement chargés du pollen d'un autre plant de Philodendron) au moment où les fleurs femelles sont à maturité; cette attraction se fait via la production de molécules odorantes dont la diffusion est facilitée par la libération de chaleur;
- la production de chaleur est permise grâce à la respiration alternative nécessitant la présence de la protéine UCP dans la membrane interne des mitochondries; cette présence dépend de l'activation du gène UCPe;
- les insectes pollinisateurs restent dans l'inflorescence jusqu'au moment où les fleurs mâles sont à maturité; ils quittent donc l'inflorescence chargés de pollen et peuvent être attirés par un autre plant dont la floraison est plus tardive.
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