Bac spécialité SVT 2024 Métropole - 19 juin

bac spécialité SVT 20 juin 2024 Métropole, liste des indicateurs de réussite

Les critères de notation sont sur la page du barème général

Ce corrigé s'inscrit dans une analyse des possibilités actuelles de l'IA (Intelligence artificielle). Dans un premier temps vous trouverez le dialogue avec une IA. Dans un deuxième temps, vous trouverez une analyse personelle.

Exercice 1 : (7 points) Comportements, mouvement et système nerveux - Tumeur cérébrale et motricité

Question posée à l'IA:
Peux-tu me proposer un corrigé du sujet de bac de spécialité svt suivant, posé le 20 juin 2024 en métropole:
«Une tumeur est une grosseur due à une multiplication excessive de cellules. Lorsqu'elle se développe dans le cerveau, elle peut affecter le fonctionnement de diverses aires cérébrales et avoir des conséquences différentes selon la région du cerveau concernée. Une tumeur cérébrale peut provoquer des difficultés à accomplir des mouvements volontaires avec un membre, ceci sans que les réflexes myotatiques de ce même membre ne soient perturbés.

Expliquez en quoi une tumeur cérébrale peut provoquer la perte de motricité volontaire d'un membre sans supprimer les réflexes myotatiques de ce même membre.»
La réponse doit lister les grandes idées et notions associées, puis donner des exemples (expériences, observations) argumentant ces idées.

Voici la réponse de "Le Chat" (fournie en moins d'1s et non retouchée hors codes de mise en page):

Pour répondre à cette question, il est important de comprendre comment le cerveau contrôle les mouvements volontaires et les réflexes, ainsi que la manière dont une tumeur cérébrale peut affecter ces fonctions.
Grandes Idées et Notions Associées

Contrôle de la motricité volontaire :
- La motricité volontaire est contrôlée par le cortex moteur primaire, situé dans le lobe frontal du cerveau.
- Les neurones du cortex moteur envoient des signaux aux motoneurones de la moelle épinière, qui à leur tour activent les muscles pour produire des mouvements volontaires.
Réflexes myotatiques :
- Les réflexes myotatiques sont des réponses involontaires et automatiques à un étirement musculaire.
- Ils sont contrôlés par des circuits neuronaux simples dans la moelle épinière, impliquant des fuseaux neuromusculaires et des motoneurones alpha.
Effet d'une tumeur cérébrale :
- Une tumeur cérébrale peut comprimer ou endommager des zones spécifiques du cerveau, y compris le cortex moteur.
- Si le cortex moteur est affecté, les signaux nécessaires pour initier des mouvements volontaires peuvent être interrompus, entraînant une perte de motricité volontaire.
- Cependant, les circuits réflexes dans la moelle épinière peuvent rester intacts, permettant aux réflexes myotatiques de fonctionner normalement.

Exemples et Arguments

Expériences et observations cliniques :
- Des études de cas cliniques montrent que des patients avec des lésions du cortex moteur (par exemple, à la suite d'un accident vasculaire cérébral ou d'une tumeur) peuvent présenter une paralysie ou une faiblesse d'un membre, mais conservent leurs réflexes myotatiques.
- Par exemple, un patient avec une tumeur dans le lobe frontal peut ne pas être capable de lever volontairement son bras, mais le réflexe du tendon rotulien (réflexe myotatique) peut toujours être déclenché en frappant le tendon sous la rotule.
Études en neurophysiologie :
- Des recherches en neurophysiologie ont montré que les voies corticospinales (qui relient le cortex moteur à la moelle épinière) sont cruciales pour les mouvements volontaires. Une lésion de ces voies peut entraîner une perte de motricité volontaire sans affecter les réflexes.
- Des expériences sur des animaux ont également démontré que la destruction sélective du cortex moteur entraîne une perte de mouvements volontaires, tandis que les réflexes spinaux restent intacts.
Imagerie cérébrale:
- L'imagerie par résonance magnétique (IRM) fonctionnelle peut montrer des zones spécifiques du cerveau activées pendant les mouvements volontaires et les réflexes.
- Chez des patients avec une tumeur cérébrale, l'IRM peut révéler une compression ou une destruction du cortex moteur, expliquant la perte de motricité volontaire, tandis que les voies réflexes dans la moelle épinière apparaissent normales.

En conclusion, une tumeur cérébrale peut provoquer une perte de motricité volontaire en affectant le cortex moteur, tout en laissant les circuits réflexes intacts dans la moelle épinière, permettant ainsi la persistance des réflexes myotatiques.

Voici la réponse de "ChatGPT" (fournie en moins de 2s et non retouchée hors codes de mise en page):

Notions mobilisées:

Organisation fonctionnelle du cerveau et des voies motrices
Différence entre motricité volontaire et réflexes myotatiques
Rôle du cortex moteur primaire et des voies descendantes (pyramidales et extra-pyramidales)
Fonctionnement des circuits réflexes et de la moelle épinière

1. La motricité volontaire dépend du cortex moteur primaire

Le cortex moteur primaire (situé dans le lobe frontal, en avant du sillon central) est responsable de l’initiation des mouvements volontaires.
Les commandes motrices sont transmises aux muscles via les voies pyramidales (cortico-spinales), qui descendent dans la moelle épinière pour contrôler directement les motoneurones.
Une tumeur dans cette région peut comprimer ou détruire les neurones moteurs corticaux, empêchant ainsi la transmission du signal moteur volontaire vers le muscle ciblé → perte de motricité volontaire.

Exemple d’argumentation :

Les expériences de stimulation électrique du cortex moteur (chez l’animal ou l’humain en chirurgie) montrent que son activation entraîne un mouvement ciblé du membre correspondant.
Une lésion du cortex moteur (par exemple, après un accident vasculaire cérébral) entraine une paralysie controlatérale, ce qui prouve son rôle central dans la commande volontaire.

2. Les réflexes myotatiques sont indépendants du cortex moteur

Le réflexe myotatique (exemple : réflexe rotulien) est un mécanisme automatique et involontaire qui dépend uniquement des circuits médullaires.
Il repose sur un arc réflexe simple:
1. Un stimulus (étirement du muscle) est détecté par des récepteurs musculaires (fuseaux neuromusculaires).
2. L'information est transmise à la moelle épinière via les neurones sensitifs afférents.
3. Un neurone moteur efférent active directement le muscle concerné → contraction.
Ce réflexe ne dépend pas des voies pyramidales ni du cortex moteur, mais seulement de la moelle épinière et des nerfs périphériques.
Une tumeur cérébrale ne touche pas directement ces structures, donc le réflexe myotatique reste intact.

Exemple d'argumentation:

Chez des patients souffrant d’AVC affectant le cortex moteur, on observe souvent une paralysie volontaire, mais les réflexes restent présents, voire exacerbés (hyperréflexie due à la suppression du contrôle inhibiteur du cortex sur la moelle).
Des expériences de section des voies pyramidales chez l’animal montrent que les mouvements volontaires sont abolis, mais que les réflexes myotatiques persistent.

3. Conclusion
Une tumeur cérébrale touchant le cortex moteur empêche l'initiation des mouvements volontaires, car elle bloque les voies pyramidales descendantes. Cependant, les réflexes myotatiques sont maintenus car ils dépendent uniquement d'un circuit spinal, non affecté par une atteinte cérébrale. Ce phénomène illustre la distinction entre motricité volontaire et réflexes involontaires, et souligne l'organisation hiérarchique du système nerveux moteur.

J'espère pouvoir proposer bientôt une analyse plus élaborée de ces expérimentations (Il serait intéressant de tester des sujets pour lesquels aucun corrigé n'a été proposé sur le web). Dans ce cas précis, je précise que jusqu'à ce jour, je n'ai pas pu prendre connaissance du corrigé officiel. En première analyse, les réponses des IA sont loin d'être déshonorantes.

Le Chat: la localisation des neurones pyramidaux dont le corps cellulaire est situé dans le cordex frontal n'est pas précisée et la localisation des synapses les reliant aux motoneurones musculaires de la moelle épinière non plus. De même le circuit nerveux du réflexe myotatique avec au minimum son neurone sensoriel et son neurone moteur n'est pas décrit. On note que les titres des paragraphes "exemples et arguments" sont mal reliés aux titres des paragraphes exprimant les idées. En particulier les exemples et arguments concernant le réflexe myototique qui "peut toujours être déclenché en frappant le tendon sous la rotule" n'est pas dans le bon paragraphe. Les expériences historiques (1822) de Magendie sont ignorées. Pour conclure, la réponse manque de précision et de concret; les exemples sont mal associés aux idées et on reste sur sa faim quand à la contruction de phrases argumentatives (peut-être faudrait-il reformuler autrement la question posée à l'IA ?)

ChatGPT: le plan final ne correspond pas à la liste des notions (grandes idées) formulées en introduction; sinon l'exposé des idées et notions est précis et complet; on ne peut pas en dire autant en ce qui concerne les exemples peu concrets voir totalement absents: rien ne vient étayer la description du réflexe myotatique. Certaines formulations sont buggées comme "paralysie volontaire". Globalement la réponse est déstructurée, voire confuse, avec une mauvaise association des exemples aux idées.

Difficile cette fois de départager nos deux IA qui nous renvoient l'image d'un enseignement trop théorique et éloigné du concret. Le texte argumentatif est souvent mal maitrisé et l'histoire des sciences constitue une inconnue pour nos IA qui ignorent les observations et expériences les plus anciennes et les plus simples (mais pas les moins démonstratives).

Corrigé proposé:

Eléments scientifiques (connaissances)

Grande idée 1 et notions associées: la motricité volontaire dépend du cortex moteur primaire et des voies pyramidales, qui descendent dans la moelle épinière
- il existe des aires spécialisées du cortex cérébral à l'origine des mouvements volontaires;
- faisceaux d'axones descendants dans la moelle épinière et croisement des voies pyramidales au niveau du bulbe rachidien;

Grande idée 2 et notions associées: le réflexe myotatique (la contraction d'un muscle en réponse à son propre étirement) repose sur un arc réflexe simple mettant en jeu au moins un neurone sensitif afférent et un neurone moteur efférent commandant des fibres musculaires
- un stimulus/étirement du muscle est détecté par des récepteurs musculaires/fuseaux neuromusculaires;
- le neurone sensoriel/sensitif dont le corps cellulaire est situé dans un ganglion rachidien conduit le signal jusqu'à une synapse le mettant en contact avec un neurone moteur (dont le corps cellulaire est dans la racine ventrale de la substance grise de la moelle épinière);
- le neurone moteur commande un groupe de fibres musculaires par l'intermédiaire d'une synapse neuro-musculaire.

Grande idée 3 et notions associées: une tumeur cérébrale ne peut affecter le fonctionnement des centres nerveux médulaires
- le réflexe myotatique est maintenu.

En fait cette grande idée pourrrait être traitée en conclusion et non sous forme d'un paragraphe spécifique dans le développement de la réponse (c'est le plan choisi par ChatGPT). Il faut comparer ce choix avec le barème officiel.

Construction scientifique et argumentation

Un exemple (expérience, observation...) au moins est attendu par idée clé.

Exemple pour la grande idée 1:
- carte des aires motrices du cortex cérébral;
- patients atteints d'AVC au niveau des aires motrices entrainant une paralysie plus ou moins durable;
- imagerie de l'activité du cortex cérébral en liaison avec des mouvements volontaires;
- observations microscopiques de coupes de cortex cérébral: localisation des corps cellulaires de neurones moteurs.

Exemples pour la grande idée 2:
- frappe du tendon rotulien assistée ou non par ExAO;
- expériences de Magendie/section des racines des nerfs rachidiens (1822);
- observations microscopiques de coupes de moelle épinière et de ganglions rachidien: localisation des corps cellulaires des neurones moteurs et sensoriels.

Exemple pour la grande idée 3:
- chez un patient atteint d'une tumeur dans le lobe frontal (droit) la jambe gauche peut être paralysée, mais la frappe du tendon sous la rotule déclenche toujours une contraction musculaire.

Exercice 2 : (8 points) De la plante sauvage à la plante domestiquée - Température et germination des graines

Données (informations issues des documents)

Document 1: les graines d'Arabidopsis thaliana placée dans des conditions d'humidité favorable germent sauf si la température est de 38°C et ce blocage de la germination par des températures élevées (Thermo-inibition) est effectif dès que la température dépasse 28°C.

Document 2: les graines de Riz mises en présence d'eau germent après 25h, sauf si on ajoute de l'ABA à forte concentration (5 µg); avec des dose plus faibles l'inhibition est corrélée à la dose d'ABA; le document indique que ces résulatats sont transposables à Arabidopsis thaliana.

Document 3: Une mutation qui rend le phytochrome inactif empêche la gémination des graines d'Arabidopsis thaliana quelque soit la température. La document indique par ailleurs que les phytochromes présents chez les plantes non mutées sont des molécules sensibles à la température, les températures élevées les rendant inactives.

Document 4: pour des graines d'Arabidopsis thaliana en germination la concentration en protéine AB15 (et donc en ABA) augmente fortement chez les plantes mutées dont les phytochrome est inactif.

Document 5: chez les plantes non mutées la concentration en ABA est plus forte (x5) à 30°C qu'à 22°C.

Démarche

Mise en relation des documents 1 et 3: Les pigments phytochromes sont des molécules nécessaires à la germination, mais les températures supérieures à 28°C les rendent inactives.

Mise en relation des documents 4 et 5: Les phytochromes (lorsqu'ils sont actifs) empêchent la plante de produire l'ABA.

Exploitation: mise en relation des informations prélevées et des idées (connaissances)

Les pigments phytochromes et l'ABA sont des molécules intervenant dans la germination, plus précidément dans sa régulation par la température. Dans une graine imbibée d'eau les pigments phytochromes empêchent la production d'ABA (doc 4) qui inhibe la germination (doc 2) et la graine germe. Mais lorsque la température est trop élevée (doc 1) Les pigments phytochromes sont rendus inactifs, la production d'ABA augmente (doc 5) et la germination n'a pas lieu.

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